ES2917500T3 - Highly Specific Circular Proximity Ligation Assay - Google Patents

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Roxana Jalili
Joseph L Horecka
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Abstract

Siempre que se haya empleado en el documento un ensayo de ligadura de proximidad circular en el que las probas de proximidad se emplean como puentes para conectar dos oligonucleótidos libres a través de un evento de doble ligadura, lo que resulta en la formación de un círculo. Los círculos se cuantifican luego por, por ejemplo, QPCR. Se cree que la adición de un oligonucleótido adicional mejora la especificidad al disminuir la probabilidad de eventos de ligadura de antecedentes aleatorios. Además, la formación del círculo puede tener ventajas selectivas, ya que el ADN no circularizado puede eliminarse mediante un simple tratamiento de exonucleasa y ha simplificado el flujo de trabajo al eliminar la preamificación antes de QPCR. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)Provided that a circular proximity ligation assay has been used in the document in which the proximity probes are used as bridges to connect two free oligonucleotides through a double ligation event, resulting in the formation of a circle. The circles are then quantified by, for example, QPCR. The addition of an additional oligonucleotide is believed to improve specificity by decreasing the likelihood of random background ligation events. Furthermore, circle formation may have selective advantages, as non-circularized DNA can be removed by simple exonuclease treatment and has simplified the workflow by eliminating pre-amplification prior to QPCR. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Ensayo de ligadura de proximidad circular altamente específicoHighly Specific Circular Proximity Ligation Assay

Esta invención fue llevada a cabo con el apoyo del Gobierno bajo el contrato HG000205 otorgado por los Institutos Nacionales de Salud. El Gobierno tiene ciertos derechos sobre la invención.This invention was made with Government support under contract HG000205 awarded by the National Institutes of Health. The Government has certain rights over the invention.

AntecedentesBackground

La detección cuantitativa de biomarcadores proteicos en fluidos biológicos es esencial para el diagnóstico, el seguimiento y el tratamiento personalizado de enfermedades. A pesar de los considerables progresos llevados a cabo en los últimos años, el uso clínico de biomarcadores proteómicos validados sigue siendo limitado (1). El punto de referencia para las mediciones de proteínas basadas en la afinidad está definido por el ensayo inmunoenzimático (ELISA), en el que se utilizan ligandos de afinidad (por ejemplo, anticuerpos) en un formato de sándwich para detectar y cuantificar la proteína de interés (2, 3). El ELISA generalmente implica diversas etapas que comienzan con la incubación de la muestra, en la que el analito diana es capturado en una superficie pre-recubierta con anticuerpos primarios, seguido por etapas de lavado y reconocimiento con un anticuerpo secundario, que facilita la detección con una etiqueta colorimétrica, fluorescente o luminiscente. El ELISA ofrece una sensibilidad razonable, pero requiere un gran volumen de muestra, tiene un intervalo dinámico limitado y con frecuencia sufre de falsos positivos debido a la unión inespecífica (4, 5). Estas limitaciones interfieren en el descubrimiento y la validación de nuevos candidatos a biomarcadores que tienen el potencial de permitir un diagnóstico temprano y un seguimiento molecular regular de la enfermedad.The quantitative detection of protein biomarkers in biological fluids is essential for the diagnosis, monitoring and personalized treatment of diseases. Despite considerable progress in recent years, the clinical use of validated proteomic biomarkers remains limited (1). The benchmark for affinity-based protein measurements is defined by the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), in which affinity ligands (eg, antibodies) are used in a sandwich format to detect and quantify the protein of interest. (2. 3). ELISA generally involves several steps beginning with sample incubation, in which the target analyte is captured on a surface pre-coated with primary antibodies, followed by steps of washing and recognition with a secondary antibody, which facilitates detection with a colorimetric, fluorescent or luminescent label. ELISA offers reasonable sensitivity, but requires a large sample volume, has a limited dynamic range, and often suffers from false positives due to nonspecific binding (4, 5). These limitations interfere with the discovery and validation of new biomarker candidates that have the potential to enable early diagnosis and regular molecular monitoring of disease.

Los inmunoensayos combinados con la amplificación y detección basada en ácidos nucleicos han facilitado nuevos enfoques y han ampliado la sensibilidad analítica más allá de lo que se puede lograr con ELISA (6 a 9). Un enfoque especialmente prometedor es el ensayo de ligadura por proximidad (PLA) (10, 11). En la PLA, pares de sondas de afinidad se conjugan individualmente con moléculas cortas de ADN monocatenario para formar sondas de proximidad que llevan un extremo 5'fosforilado o un grupo 3'-hidroxilo. Cuando los pares de sondas se unen posteriormente a su analito diana correspondiente en solución, las cadenas de ADN asociadas se acercan y se alinean por medio de la hibridación con un tercer oligonucleótido puente. Los extremos libres del ADN se ligan, para formar una nueva secuencia de ADN que se amplifica y cuantifica por medio de PCR cuantitativa (qPCR). Se ha demostrado previamente que la PLA proporciona una sensibilidad femtomolar y un amplio intervalo dinámico de más de 5 órdenes de magnitud, pero consumiendo tan sólo 1 pl de muestra (12). Una de las principales ventajas de la PLA es que resuelve el problema generalizado de la reactividad cruzada en la detección de proteínas basada en anticuerpos. Las señales potenciales de los anticuerpos de reacción cruzada se eliminan por medio de la adaptación de las secuencias de ADN de forma que la ligadura sólo se produzca cuando las sondas de proximidad afines se unan al analito diana. Esta tecnología se ha aplicado para detectar más de 20 biomarcadores diferentes en muestras de plasma clínico mediante el uso de paneles de siete reacciones PLA multiplex (13, 14). Otros han ampliado la capacidad de multiplexación aún más (15). Immunoassays combined with nucleic acid-based amplification and detection have facilitated new approaches and extended analytical sensitivity beyond what can be achieved with ELISA (6 to 9). An especially promising approach is the proximity ligation assay (PLA) (10, 11). In PLA, pairs of affinity probes are individually conjugated to short single-stranded DNA molecules to form proximity probes bearing a 5'-phosphorylated end or a 3'-hydroxyl group. When the pairs of probes subsequently bind to their corresponding target analyte in solution, the associated DNA strands approach and align via hybridization to a third bridging oligonucleotide. The free ends of the DNA are ligated to form a new DNA sequence that is amplified and quantified by means of quantitative PCR (qPCR). PLA has previously been shown to provide femtomolar sensitivity and a wide dynamic range of more than 5 orders of magnitude, while consuming as little as 1 pl of sample (12). One of the main advantages of PLA is that it solves the widespread problem of cross-reactivity in antibody-based protein detection. Potential signals from cross-reacting antibodies are eliminated by tailoring the DNA sequences so that binding only occurs when cognate proximity probes bind to the target analyte. This technology has been applied to detect more than 20 different biomarkers in clinical plasma samples using panels of seven multiplex PLA reactions (13, 14). Others have expanded the multiplexing capability even further (15).

Una de las limitaciones de los inmunoensayos basados en la afinidad, que incluye el PLA, es el denominado efecto gancho en el que la señal disminuye a altas concentraciones de antígeno, lo que resulta en señales incorrectamente bajas o incluso falsos negativos (16). El efecto gancho se vuelve predominante cuando la concentración del analito supera la concentración de las sondas de proximidad (>>1 nM) y determina efectivamente el límite superior de cuantificación (17). La concentración de la sonda de proximidad se puede aumentar potencialmente, pero se debe equilibrar cuidadosamente con una relación de señal a ruido que se deteriora debido a los eventos de ligadura de fondo aleatorios cuando las sondas y el oligo puente se juntan por casualidad. El efecto gancho se puede evitar normalmente por medio de la dilución de la muestra; sin embargo, la dilución altera el equilibrio de unión. Esto no representa un problema para las interacciones de alta afinidad, pero puede impedir que los anticuerpos de baja afinidad se unan a sus analitos diana, lo cual de ese modo limita la eficacia de la PLA a los agentes de captura de alta afinidad (18). Aunque la incompatibilidad con los anticuerpos de baja afinidad es un inconveniente importante para la PLA, no se limita sólo a este ensayo. La disponibilidad de anticuerpos de alta afinidad u otros reactivos de captura es una limitación general para todos los inmunoensayos tipo sándwich, dado que la sensibilidad viene determinada en última instancia por la calidad de los reactivos utilizados (19).One of the limitations of affinity-based immunoassays, including PLA, is the so-called hook effect in which the signal decreases at high antigen concentrations, resulting in incorrectly low signals or even false negatives (16). The hook effect becomes predominant when the concentration of the analyte exceeds the concentration of the proximity probes (>>1 nM) and effectively determines the upper limit of quantitation (17). Proximity probe concentration can potentially be increased, but must be carefully balanced against a deteriorating signal-to-noise ratio due to random background binding events when the probes and the bridging oligo come together by chance. The hook effect can usually be avoided by sample dilution; however, dilution upsets the binding equilibrium. This is not a problem for high-affinity interactions, but it can prevent low-affinity antibodies from binding to their target analytes, thereby limiting the efficacy of PLA to high-affinity capture agents (18). . Although incompatibility with low-affinity antibodies is a major drawback for PLA, it is not limited to this assay alone. The availability of high-affinity antibodies or other capture reagents is a general limitation for all sandwich immunoassays, since sensitivity is ultimately determined by the quality of the reagents used (19).

Se han desarrollado numerosos enfoques para mejorar el rendimiento de la PLA, que incluyen la concentración de cantidades mínimas de analito en una fase sólida antes de la ligadura (10, 18, 20), el uso de sondas de proximidad multivalentes (21), la adición de múltiples sondas de afinidad (22, 23), el diseño especial de oligos puente asimétricos (17), la inclusión de oligonucleótidos protectores prehibridados a las sondas de proximidad a fin de reducir los eventos de ligadura de fondo (22, 24) y el uso de nuevos esquemas de amplificación (25-28). Algunos de los esquemas de amplificación implican manipulaciones enzimáticas en las que los productos de ligadura se liberan de los anticuerpos y se convierten en círculos utilizados para la amplificación isotérmica de círculos rodantes (26, 29 a 31). Muchos de estos enfoques han mejorado la reproducibilidad de los ensayos, aunque la precisión sigue siendo un reto para su adaptación al diagnóstico clínico.Numerous approaches have been developed to improve PLA performance, including concentration of trace amounts of analyte on a solid phase prior to ligation (10, 18, 20), use of multivalent proximity probes (21), addition of multiple affinity probes (22, 23), the special design of asymmetric bridging oligos (17), the inclusion of protective oligonucleotides prehybridized to the proximity probes in order to reduce background binding events (22, 24), and the use of new amplification schemes (25-28). Some of the amplification schemes involve enzymatic manipulations in which the ligation products are released from the antibodies and converted to circles used for isothermal rolling-circle amplification (26, 29–31). Many of these approaches have improved assay reproducibility, although accuracy remains a challenge for adaptation to clinical diagnosis.

Los ensayos de detección de proximidad son conocidos en la técnica anterior. El documento US 2004/248103 A1 describe un ensayo de detección de proximidad basado en la circularización por ligadura de sondas semicirculares hibridadas a un primer y segundo oligonucleótido guía conjugado con anticuerpos. El documento WO 2012/152942 A1 describe ensayos de detección de proximidad basados en la formación de círculos RCA por ligadura de sondas hibridadas a oligonucleótidos conjugados a anticuerpos.Proximity detection assays are known in the prior art. US 2004/248103 A1 describes a proximity detection assay based on circularization by ligation of semicircular probes hybridized to first and second antibody-conjugated guide oligonucleotides. WO 2012/152942 A1 describes proximity detection assays based on the formation of RCA circles by ligation of hybridized probes to antibody-conjugated oligonucleotides.

Por lo tanto, existe la necesidad de nuevos ensayos para detectar analitos en una muestra, particularmente ensayos que puedan utilizar reactivos de unión de menor afinidad.Therefore, there is a need for new assays to detect analytes in a sample, particularly assays that can use lower affinity binding reagents.

SumarioSummary

En la presente memoria se proporciona, entre otras cosas, un ensayo de ligadura de proximidad circular en el que las sondas de proximidad se emplean como puentes para unir covalentemente dos oligonucleótidos libres a través de un evento de ligadura doble, lo que da como resultado la formación de un círculo. A continuación, los círculos se cuantifican, por ejemplo, por medio de qPCR. En un aspecto, el procedimiento comprende: incubar una muestra que comprende un analito diana con: (i) un primer conjugado que comprende un agente de unión y un primer oligonucleótido de empalme, y (ii) un segundo conjugado que comprende un agente de unión y un segundo oligonucleótido de empalme, en condiciones adecuadas para la unión de los agentes de unión del primer y el segundo conjugados al analito diana, para producir un producto, en el que los agentes de unión del primer y el segundo conjugados son anticuerpos policlonales seleccionados por afinidad, y los anticuerpos policlonales seleccionados por afinidad se dividen en una primera porción que se conjuga con el primer oligonucleótido de empalme y una segunda porción que se conjuga con el segundo oligonucleótido de empalme, para incubar al menos parte del producto con: (i) un conjunto de sondas que produce un círculo ligable sólo cuando las sondas se hibridan con el primer y segundo oligonucleótido de empalme y (ii) una ligasa, para producir una mezcla de reacción que comprenda moléculas circulares covalentemente cerradas, para tratar al menos parte de la mezcla de reacción con una exonucleasa para terminar la ligadura y degradar cualquier ácido nucleico que no sea una molécula circular covalentemente cerrada; y, después del tratamiento con exonucleasa, cuantificar la cantidad de moléculas circulares covalentemente cerradas producidas en la etapa de ligadura. También se proporciona un kit para llevar a cabo el procedimiento.Provided herein, among other things, is a circular proximity ligation assay in which proximity probes are used as bridges to covalently join two free oligonucleotides through a double ligation event, resulting in the formation of a circle. The circles are then quantified, for example, by means of qPCR. In one aspect, the method comprises: incubating a sample comprising a target analyte with: (i) a first conjugate comprising a binding agent and a first splicing oligonucleotide, and (ii) a second conjugate comprising a binding agent and a second splicing oligonucleotide, under conditions suitable for binding the binding agents of the first and second conjugates to the target analyte, to produce a product, wherein the binding agents of the first and second conjugates are selected polyclonal antibodies by affinity, and the affinity-selected polyclonal antibodies are divided into a first portion that conjugates with the first splice oligonucleotide and a second portion that conjugates with the second splice oligonucleotide, to incubate at least part of the product with: (i ) a set of probes that produces a ligatable circle only when the probes hybridize to the first and second splice oligonucleotides and (ii) a ligase, to produce a reaction mixture comprising circular covalently closed molecules, to treat at least part of the reaction mixture with an exonuclease to terminate ligation and degrade any nucleic acid that is not a circular covalently closed molecule; and, after exonuclease treatment, quantify the amount of covalently closed circular molecules produced in the ligation step. A kit for carrying out the procedure is also provided.

En relación con otros procedimientos, se cree que la adición de un oligonucleótido adicional mejora la especificidad al disminuir la probabilidad de eventos de ligadura de fondo aleatorios. Además, la formación de círculos tiene ventajas selectivas, dado que el ADN no circularizado se puede eliminar por medio de un simple tratamiento con exonucleasas y ha agilizado el flujo de trabajo al eliminar la preamplificación antes de la qPCR. Como resultado, se cree que este ensayo es mucho más sencillo no sólo que los ensayos anteriores, sino que la mayoría de los procedimientos de detección de proteínas existentes, y se puede llevar a cabo en un solo tubo de reacción con un volumen de muestra diminuto (por ejemplo, 2 uL). El formato del ensayo puede utilizar las mismas sondas de proximidad que se utilizan en los ensayos tradicionales de ligadura de proximidad, lo que permite una comparación directa del rendimiento entre los dos procedimientos. Además, se ha demostrado que la especificidad mejorada en este ensayo se puede utilizar para aumentar la concentración de la sonda de proximidad manteniendo una baja probabilidad de eventos de ligadura de fondo. Esto da como resultado una mejor relación de señal a ruido, un mejor rendimiento del ensayo y proporciona una vía de compatibilidad con reactivos de baja afinidad sin necesidad de preconcentración en fase sólida.Relative to other methods, the addition of an additional oligonucleotide is believed to improve specificity by decreasing the probability of random background binding events. In addition, circling has selective advantages as non-circularized DNA can be removed by simple exonuclease treatment and has streamlined workflow by eliminating pre-amplification prior to qPCR. As a result, this assay is believed to be much simpler not only than previous assays, but most existing protein detection procedures, and can be performed in a single reaction tube with a minute sample volume. (for example, 2 uL). The assay format can use the same proximity probes used in traditional proximity ligation assays, allowing direct comparison of performance between the two procedures. Furthermore, it has been shown that the improved specificity in this assay can be used to increase the proximity probe concentration while maintaining a low probability of background binding events. This results in a better signal-to-noise ratio, better assay performance, and provides a compatibility pathway with low-affinity reagents without the need for solid-phase preconcentration.

La detección cuantitativa de biomarcadores proteicos en un amplio intervalo de concentración a partir de cantidades mínimas de sangre es esencial para el diagnóstico clínico. El ensayo de ligadura de proximidad combina los conjugados anticuerpo-oligo, la ligadura enzimática y la amplificación por PCR en un procedimiento sensible para la detección cuantitativa de proteínas a partir de pequeños volúmenes. El procedimiento en la presente memoria descrito es un formato de ensayo racionalizado y más estricto que aprovecha la formación de círculos de ADN para eliminar las moléculas de ADN no deseadas. El análisis cinético de las interacciones anticuerpo-antígeno demuestra que la variación en el rendimiento del ensayo entre varios biomarcadores es un efecto de la calidad del anticuerpo. Se ha demostrado que este nuevo formato de ensayo permite la compatibilidad con reactivos de baja afinidad, una limitación importante para la mayoría de los procedimientos de cuantificación de proteínas, al tiempo que mejora la sensibilidad y la reproducibilidad.Quantitative detection of protein biomarkers over a wide concentration range from minute amounts of blood is essential for clinical diagnosis. The proximity ligation assay combines antibody-oligo conjugates, enzyme ligation, and PCR amplification in a sensitive procedure for the quantitative detection of proteins from small volumes. The procedure described herein is a streamlined and more stringent assay format that takes advantage of DNA circling to remove unwanted DNA molecules. Kinetic analysis of antibody-antigen interactions demonstrates that variation in assay performance between various biomarkers is an effect of antibody quality. This new assay format has been shown to allow compatibility with low-affinity reagents, a major limitation for most protein quantitation procedures, while improving sensitivity and reproducibility.

Estas y otras características de las presentes enseñanzas se exponen en la presente memoria.These and other features of the present teachings are set forth herein.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

Aquéllos con experiencia entenderán que los dibujos, que se describen a continuación, son sólo para fines ilustrativos. Los dibujos no pretenden limitar el alcance de las presentes enseñanzas en modo alguno.Those of experience will understand that the drawings, described below, are for illustrative purposes only. The drawings are not intended to limit the scope of the present teachings in any way.

FIG. 1. Ilustración esquemática de algunas de las características del sistema de sondas utilizado en la presente memoria. FIG. 1. Schematic illustration of some of the features of the probe system used herein.

FIG. 2. Representación esquemática de los ensayos de ligadura de proximidad tradicional y circular. a) El ensayo de ligadura de proximidad tradicional (t-PLA) detecta proteínas mediante el uso de pares de conjugados anticuerpo-ADN (rojo y azul) que se acercan tras la unión al analito diana. La adición de un oligonucleótido puente y de una ADN ligasa permite la ligadura de los oligonucleótidos ligados al anticuerpo para formar una nueva secuencia de ADN. La ligadura se termina por la degradación selectiva del oligonucleótido puente. El producto de ligadura recién formado se preamplifica posteriormente y se cuantifica por medio de qPCR. b) En el ensayo de ligadura circular por proximidad (c-PLA), los oligonucleótidos ligados a anticuerpos actúan como puentes para dos eventos de ligadura entre oligonucleótidos libres, lo que da lugar a la formación de un producto de ligadura circular. La adición de un oligonucleótido adicional aumenta la rigurosidad en comparación con el PLA tradicional, dado que disminuye la probabilidad de que se produzcan eventos de ligadura de fondo aleatorios, dado que cuatro componentes se deben ensamblar en ausencia del analito diana para generar un producto de ligadura circular independiente. La formación de círculos también permite el tratamiento con exonucleasas, que termina la ligadura y reduce el fondo al degradar todo el ADN no circularizado. La reducción del fondo también simplifica el flujo de trabajo al eliminar la necesidad de preamplificación. Los productos de ligadura circular se cuantifican por medio de qPCR mediante el uso de sitios de cebadores que abarcan las uniones recién formadas (P1 y P2). FIG. 2. Schematic representation of traditional and circular proximity ligation assays. a) The traditional proximity ligation assay (t-PLA) detects proteins using pairs of antibody-DNA conjugates (red and blue) that come into close proximity upon binding to the target analyte. The addition of a bridging oligonucleotide and DNA ligase allows ligation of the antibody-bound oligonucleotides to form a new DNA sequence. Ligation is terminated by selective degradation of the bridging oligonucleotide. The newly formed ligation product is subsequently pre-amplified and quantified by qPCR. b) In the circular proximity ligation (c-PLA) assay, antibody-bound oligonucleotides act as bridges for two ligation events between free oligonucleotides, resulting in the formation of a circular ligation product. The addition of an additional oligonucleotide increases stringency compared to traditional PLA, since it decreases the probability of random background binding events, since four components must be assembled in the absence of the target analyte to generate an independent circular ligation product . Circle formation also allows for exonuclease treatment, which terminates ligation and reduces background by degrading all non-circularized DNA. Background reduction also simplifies your workflow by eliminating the need for preamping. Circular ligation products are quantified by qPCR using primer sites spanning the newly formed junctions (P1 and P2).

FIG. 3. Curvas dosis-respuesta de PLA tradicional y circular para la detección de VEGF (a), GDNF (b), IL-6 (c), MIF (d), TNF-a (e) e IGF-II (f). El eje x muestra la concentración de antígeno y el eje y el número estimado de moléculas ligadas. La mayor rigurosidad para c-PLA se demuestra con un menor número de recuentos debido al rigor impuesto por la formación de círculos, la reducción del fondo por medio del tratamiento con exonucleasas, la eliminación de la preamplificación y los sitios de cebadores qPCR adaptados. Las barras de error denotan una desviación estándar (n=9) y las líneas discontinuas denotan el límite de detección, definido como la señal media de una muestra en blanco 3 SD. FIG. 3. Dose-response curves of traditional and circular PLA for the detection of VEGF (a), GDNF (b), IL-6 (c), MIF (d), TNF-a (e), and IGF-II (f) . The x-axis shows the antigen concentration and the y-axis the estimated number of bound molecules. Higher stringency for c-PLA is demonstrated with fewer counts due to stringency imposed by circling, background reduction by exonuclease treatment, removal of pre-amplification, and tailored qPCR primer sites. Error bars denote standard deviation (n=9) and dashed lines denote detection limit, defined as the mean signal from a 3 SD blank sample.

FIG.4. Análisis de isoafinidad y rendimiento de PLA circular correspondiente para seis biomarcadores. a) El análisis cinético revela dos grupos diferentes para los valores de Kd, un grupo con alta afinidad (un solo dígito pM) y otro grupo con afinidad superior a 50 pM. b) Las diferencias en las afinidades de los anticuerpos se reflejan directamente en las curvas dosis-respuesta de c-PLA, en el que los analitos con valores bajos de Kd muestran límites de detección en el intervalo sub-pM mientras que el otro grupo muestra límites de detección en el intervalo medio-pM o superior. FIG.4. Isoaffinity analysis and corresponding circular PLA yield for six biomarkers. a) Kinetic analysis reveals two different groups for Kd values, one group with high affinity (single digit pM) and another group with affinity greater than 50 pM. b) The differences in the affinities of the antibodies are directly reflected in the dose-response curves of c-PLA, in which the analytes with low K d values show detection limits in the sub-pM interval while the other group shows detection limits in the mid-pM range or higher.

FIG. 5. Comparación de los procedimientos de ensayo de ligadura de proximidad a diferentes concentraciones de sonda para el TNF-a. a) Los resultados del ensayo de ligadura de proximidad circular (c-PLA) ofrecen una mayor relación de señal a fondo que el PLA tradicional (t-PLA). b) Componentes individuales para una relación de señal a ruido de 100 pM. La mayor relación de señal a ruido para c-PLa es una consecuencia de la mayor rigurosidad en c-PLA, que produce señales globales más bajas y mayores diferencias entre la señal positiva (100 pM) y el ruido de fondo negativo. c) Curvas dosis-respuesta que demuestran que las mayores relaciones de señal a ruido de fondo dan como resultado una mejora de más de 10 veces en el límite de detección (7 pM) para c-PLA cuando las concentraciones de la sonda se incrementan 10 veces en comparación con t-PLA (IX). Las barras de error denotan una desviación estándar (n=9) y las líneas discontinuas denotan el límite de detección, definido como la señal media de una muestra en blanco 3 SD. FIG. 5. Comparison of proximity ligation assay procedures at different concentrations of probe for TNF-α. a) The results of the circular proximity ligation assay (c-PLA) offer a higher signal-to-background ratio than traditional PLA (t-PLA). b) Individual components for a signal to noise ratio of 100 pM. The higher signal-to-noise ratio for c-PLa is a consequence of the higher stringency in c-PLA, which produces lower overall signals and larger differences between the positive signal (100 pM) and the negative background noise. c) Dose-response curves demonstrating that higher signal-to-background ratios result in a greater than 10-fold improvement in detection limit (7 pM) for c-PLA when probe concentrations are increased 10 times compared to t-PLA (IX). Error bars denote standard deviation (n=9) and dashed lines denote detection limit, defined as the mean signal from a 3 SD blank sample.

FIG. 6. Rendimiento de los ensayos de ligadura de proximidad en plasma humano. a) Las curvas dosis-respuesta para la detección de VEGF demuestran la compatibilidad del ensayo para ambos procedimientos de PLA en plasma humano y de pollo. La diferencia en el límite de detección entre las dos matrices se atribuye a los niveles endógenos de VEGF en el plasma humano que están ausentes en el plasma de pollo. b) Curvas dosis-respuesta para la detección de TNF-a en plasma humano que demuestran la mejora en el rendimiento del ensayo para c-PLA sobre t-PLA. Un aumento de 10 veces en la concentración de la sonda (10X= 2,5 nM) mejora la reproducibilidad para c-PLA mientras que no hay mejora para t-PLA. Las barras de error denotan una desviación estándar (n=9) y las líneas discontinuas denotan el límite de detección, definido como la señal media de una muestra en blanco 3 SD. FIG. 6. Performance of proximity ligation assays in human plasma. a) The dose-response curves for the detection of VEGF demonstrate the compatibility of the assay for both PLA procedures in human and chicken plasma. The difference in detection limit between the two arrays is attributed to endogenous levels of VEGF in human plasma that are absent in chicken plasma. b) Dose-response curves for the detection of TNF-α in human plasma demonstrating the improvement in assay performance for c-PLA over t-PLA. A 10-fold increase in probe concentration (10X=2.5 nM) improves reproducibility for c-PLA while there is no improvement for t-PLA. Error bars denote standard deviation (n=9) and dashed lines denote detection limit, defined as the mean signal from a 3 SD blank sample.

FIG. 7. Esquema de reacción para la conjugación de sondas de proximidad. Los anticuerpos se funcionalizan con una hidracina aromática. Los oligonucleótidos se funcionalizan con un aldehído aromático por medio de modificaciones de amina en los extremos 5' o 3'. Los oligonucleótidos funcionalizados se conjugan posteriormente con los anticuerpos en presencia de un catalizador de anilina. FIG. 7. Reaction scheme for conjugation of proximity probes. The antibodies are functionalized with an aromatic hydrazine. Oligonucleotides are functionalized with an aromatic aldehyde via amine modifications at the 5' or 3' ends. The functionalized oligonucleotides are subsequently conjugated to the antibodies in the presence of an aniline catalyst.

FIG. 8. Comparación de la preamplificación entre la PLA circular y la tradicional para el VEGF. La diferencia en los recuentos (número estimado de moléculas ligadas) entre la c-PLa preamplificada y la t-PLA refleja el mayor rigor en el diseño del ensayo para la c-PLA. FIG. 8. Comparison of preamplification between circular and traditional PLA for VEGF. The difference in counts (estimated number of bound molecules) between preamplified c-PLa and t-PLA reflects the greater rigor in assay design for c-PLA.

FIG. 9. Esquema del chip de biotina CAP de Biacore (a) y del sensor de proteína G de Fortebio (b). FIG. 9. Schematic of the Biacore CAP biotin chip (a) and the Fortebio G-protein sensor (b).

FIG. 10. Modelo de unión 1:1 ajustado a los datos SPR en la Tabla 3. FIG. 10. 1:1 binding model fitted to SPR data in Table 3.

FIG. 11. Análisis cinético por medio de BLI. Modelo de unión 1:1 ajustado a los datos del BLI en la Tabla 4 (a). Gráfico de isoafinidad para seis analitos determinados por BLI (b). Las líneas de isoafinidad para varios valores de Kd se muestran como líneas diagonales. FIG. 11. Kinetic analysis by means of BLI. 1:1 binding model fitted to BLI data in Table 4(a). Isoaffinity plot for six analytes determined by BLI (b). Isoaffinity lines for various values of K d are shown as diagonal lines.

FIG. 12. Modelización de la formación de complejos anticuerpo-antígeno-anticuerpo en equilibrio. Ecuaciones utilizadas para determinar el número de complejos formados (a). Fracción de antígenos que forman complejos Ab-Ag-Ab en equilibrio. Complejos Ab-Ag-Ab formados tras la incubación de las sondas de proximidad (2,5*10'1° M) con el antígeno en un volumen de 4 pl (b) y tras la adición del cóctel de ligadura que contiene los oligos conectores y la ligasa en un volumen de 124 pl (c). Complejos Ab-Ag-Ab formados tras la incubación de las sondas de proximidad (2,5*10‘8 M, aumento de 100 veces) con el antígeno en un volumen de 4 pl (d) y tras la adición del cóctel de ligadura que contiene los oligos conectores y la ligasa en un volumen de 124 pl (e). FIG. 12. Modeling of the formation of antibody-antigen-antibody complexes in equilibrium. Equations used to determine the number of complexes formed (a). Fraction of antigens that form Ab-Ag-Ab complexes in equilibrium. Ab-Ag-Ab complexes formed after incubation of the proximity probes (2.5*10.1° M) with the antigen in a volume of 4 pl (b) and after the addition of the ligation cocktail containing the oligos linkers and ligase in a volume of 124 pl (c). Ab-Ag-Ab complexes formed after incubation of the proximity probes (2.5*10.8 M, 100-fold magnification) with the antigen in a volume of 4 pl (d) and after the addition of the ligation cocktail containing the linker oligos and ligase in a volume of 124 pl (e).

DefinicionesDefinitions

A menos que se definan de otro modo en la presente memoria, todos los términos técnicos y científicos utilizados en el mismo tienen el mismo significado que comúnmente entiende una persona con conocimientos ordinarios en la técnica a la que pertenece esta invención. Aunque cualquier procedimiento y material similar o equivalente a los descritos en la presente memoria se puede utilizar en la práctica o en las pruebas de la presente invención, se describen los procedimientos y materiales preferentes.Unless otherwise defined herein, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as is commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which this invention pertains. Although any procedures and materials similar or equivalent to those described herein may be used in the practice or testing of the present invention, preferred procedures and materials are described.

Los intervalos numéricos incluyen los números que definen el intervalo. A menos que se indique lo contrario, los ácidos nucleicos se escriben de izquierda a derecha en la orientación 5' a 3'; las secuencias de aminoácidos se escriben de izquierda a derecha en la orientación amino a carboxi, respectivamente.Numeric ranges include the numbers that define the range. Unless otherwise indicated, nucleic acids are written from left to right in the 5' to 3' orientation; amino acid sequences are written from left to right in the amino to carboxy orientation, respectively.

Los epígrafes proporcionados en la presente memoria no son limitaciones de los diversos aspectos o realizaciones de la invención. Por lo tanto, los términos definidos inmediatamente a continuación se definen de forma más completa por referencia a la memoria descriptiva en su conjunto.The headings provided herein are not limitations on the various aspects or embodiments of the invention. Therefore, the terms defined immediately below are more fully defined by reference to the specification as a whole.

A menos que se definan de otro modo, todos los términos técnicos y científicos utilizados en la presente memoria tienen el mismo significado que comúnmente entiende una persona con conocimientos ordinarios en la técnica a la que pertenece esta invención. Singleton, et al., DDICTIONARY OF MICROBIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY, 2DA ED., John Wiley and Sons, Nueva York (1994), y Hale y Markham, THE HARPER COLLINS DICTIONARY OF BIOLOGY, Harper Perennial, N.Y. (1991) proporcionan a los expertos el significado general de muchos de los términos utilizados en la presente memoria. No obstante, a continuación se definen algunos términos en aras de la claridad y la facilidad de referencia.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as is commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which this invention pertains. Singleton, et al., DDICTIONARY OF MICROBIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY, 2ND ED., John Wiley and Sons, New York (1994), and Hale and Markham, THE HARPER COLLINS DICTIONARY OF BIOLOGY, Harper Perennial, NY (1991) provide experts the general meaning of many of the terms used herein. However, some terms are defined below for clarity and ease of reference.

El término “muestra” se refiere a una muestra de material orgánico procedente de una fuente biológica y, como tal, puede comprender proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos, pequeñas moléculas, etc. Una muestra puede provenir de un animal, que incluyen humanos, fluidos, sólidos (por ejemplo, heces) o tejidos, así como productos e ingredientes alimentarios líquidos y sólidos, tales como productos lácteos, vegetales, carne y subproductos cárnicos, y residuos. Las muestras biológicas pueden incluir materiales tomados de un paciente, que incluyen, pero sin limitarse a cultivos, sangre, saliva, líquido cefalorraquídeo, líquido pleural, leche, linfa, esputo, semen, aspirados de aguja y similares. Las muestras biológicas se pueden obtener de todas las diversas familias de animales domésticos, así como de animales asilvestrados o salvajes, incluidos, entre otros, los ungulados, los osos, los peces, los roedores, etc. Las muestras ambientales incluyen material ambiental tales como materia superficial, suelo, agua y muestras industriales, así como muestras obtenidas de instrumentos, aparatos, equipos y utensilios de procesamiento de alimentos y productos lácteos, desechables y no desechables. Estos ejemplos no se deben interpretar como una limitación de los tipos de muestras aplicables a la presente invención.The term "sample" refers to a sample of organic material from a biological source and, as such, may comprise proteins, nucleic acids, carbohydrates, small molecules, etc. A sample may come from an animal, including human, fluid, solid (eg, feces), or tissue, as well as liquid and solid food products and ingredients, such as dairy products, vegetables, meat and meat by-products, and waste. Biological samples can include materials taken from a patient, including, but not limited to cultures, blood, saliva, cerebrospinal fluid, pleural fluid, milk, lymph, sputum, semen, needle aspirates, and the like. Biological samples can be obtained from all the various families of domestic animals, as well as feral or wild animals, including but not limited to ungulates, bears, fish, rodents, etc. Environmental samples include environmental material such as surface matter, soil, water, and industrial samples, as well as samples obtained from disposable and non-disposable food and dairy processing instruments, appliances, equipment, and utensils. These examples should not be construed as limiting the types of samples applicable to the present invention.

El término “unión específica” se refiere a la capacidad de un reactivo de unión para unirse preferentemente a un analito particular que está presente en una mezcla homogénea de diferentes analitos. En ciertas realizaciones, una interacción de unión específica discriminará entre analitos deseables e indeseables en una muestra, en algunas realizaciones más de aproximadamente 10 a 100 veces o más (por ejemplo, más de aproximadamente 1000 o 10.000 veces). The term "specific binding" refers to the ability of a binding reagent to bind preferentially to a particular analyte that is present in a homogeneous mixture of different analytes. In certain embodiments, a specific binding interaction will discriminate between desirable and undesirable analytes in a sample, in some embodiments more than about 10 to 100-fold or more (eg, more than about 1,000 or 10,000-fold).

El término “afinidad” se refiere a la fuerza de unión entre dos entidades. La afinidad entre dos proteínas (por ejemplo, un agente de captura y un analito) cuando se unen específicamente en un complejo agente de captura/analito se puede caracterizar por una Kd (constante de disociación de equilibrio) de menos de 10-6 M, menos de 10-7 M, menos de 10-8 M, menos de 10-9 M, menos de 10-10 M, menos de 10-11 M o menos de aproximadamente 10-12 M.The term "affinity" refers to the binding force between two entities. The affinity between two proteins (for example, a capture agent and an analyte) when specifically bound in a capture agent/analyte complex can be characterized by a Kd (equilibrium dissociation constant) of less than 10-6 M , less than 10-7 M, less than 10-8 M, less than 10-9 M, less than 10-10 M, less than 10-11 M, or less than about 10-12 M.

El término “epítopo”, Como se utiliza en la presente memoria, se define como un sitio en una molécula de antígeno que se une a un anticuerpo o a un andamio no anticuerpo. Un antígeno puede tener uno o más epítopos. En algunos casos, un epítopo puede ser una secuencia lineal de al menos cinco aminoácidos. En algunos casos, un anticuerpo sólo se unirá a una molécula de antígeno si el epítopo tiene una estructura tridimensional específica.The term "epitope", as used herein, is defined as a site on an antigen molecule that binds to an antibody or non-antibody scaffold. An antigen may have one or more epitopes. In some cases, an epitope can be a linear sequence of at least five amino acids. In some cases, an antibody will only bind to an antigen molecule if the epitope has a specific three-dimensional structure.

Un “sujeto” de diagnóstico o tratamiento es una planta o un animal, incluido el ser humano. Los animales no humanos sujetos a diagnóstico o tratamiento incluyen, por ejemplo, el ganado y los animales de compañía.A "subject" of diagnosis or treatment is a plant or animal, including a human. Non-human animals subject to diagnosis or treatment include, for example, livestock and companion animals.

Como se utiliza en la presente memoria, el término “incubar” se refiere a mantener una muestra y un agente de unión en condiciones adecuadas para la unión específica del agente de unión a las moléculas de la muestra. Dichas condiciones suelen incluir un período de tiempo, una temperatura y un tampón de unión adecuado (por ejemplo, PBS o similar). Estas condiciones son bien conocidas para los anticuerpos, aptámeros y otros agentes de unión.As used herein, the term "incubate" refers to maintaining a sample and a binding agent under conditions suitable for specific binding of the binding agent to the sample molecules. Such conditions typically include a period of time, a temperature, and a suitable binding buffer (eg, PBS or the like). These conditions are well known for antibodies, aptamers, and other binding agents.

El término “nucleótido” pretende incluir aquellas moléculas que contienen no sólo las bases conocidas de purina y pirimidina, sino también otras bases heterocíclicas que han sido modificadas. Estas modificaciones incluyen purinas o pirimidinas metiladas, purinas o pirimidinas aciladas, ribosas alquiladas u otros heterociclos. Además, el término “nucleótido” incluye aquellas moléculas que contienen etiquetas haptenas o fluorescentes y pueden contener no sólo azúcares convencionales de ribosa y desoxirribosa, sino también otros azúcares. Los nucleósidos o nucleótidos modificados también incluyen modificaciones en la fracción de azúcar, por ejemplo, en las que uno o más de los grupos hidroxilo se sustituyen por átomos de halógeno o grupos alifáticos, se funcionalizan como éteres, aminas o similares. The term "nucleotide" is intended to include those molecules that contain not only the known purine and pyrimidine bases, but also other heterocyclic bases that have been modified. These modifications include methylated purines or pyrimidines, acylated purines or pyrimidines, alkylated riboses, or other heterocycles. Furthermore, the term "nucleotide" includes those molecules that contain hapten or fluorescent tags and may contain not only conventional ribose and deoxyribose sugars, but other sugars as well. Modified nucleosides or nucleotides also include modifications to the sugar moiety, for example, in which one or more of the hydroxyl groups are replaced by halogen atoms or aliphatic groups, functionalized as ethers, amines, or the like.

Los términos “ácido nucleico” y “polinudeótido” se utilizan indistintamente en la presente memoria para describir un polímero de cualquier longitud, por ejemplo, superior a aproximadamente 2 bases, superior a unas 10 bases, superior a aproximadamente 100 bases, superior a aproximadamente 500 bases, superior a aproximadamente 1000 bases, hasta aproximadamente 10.000 o más bases compuestas por nucleótidos, por ejemplo, desoxirribonucleótidos, ribonucleótidos o una combinación de los mismos, y pueden ser producidos enzimática o sintéticamente (por ejemplo, PNA como se describe en la Patente de los Estados Unidos Núm. 5.948.902 y las referencias citadas en la misma) y que se pueden hibridar con ácidos nucleicos naturales de una manera específica de la secuencia análoga a la de dos ácidos nucleicos naturales, por ejemplo, pueden participar en interacciones de emparejamiento de bases Watson-Crick. Los nucleótidos naturales son la guanina, la citosina, la adenina, la timina y el uracilo (G, C, A, T y U respectivamente). El ADN y el ARN tienen una espina dorsal de azúcar desoxirribosa y ribosa, respectivamente, mientras que la espina dorsal del PNA está compuesta por unidades repetidas de N-(2-aminoetil)-glicina unidas por enlaces peptídicos. En el PNA, varias bases de purina y pirimidina están unidas a la columna vertebral por enlaces de metileno-carbonilo. Un ácido nucleico bloqueado (LNA), a menudo denominado ARN inaccesible, es un nucleótido de ARN modificado. La fracción de ribosa de un nucleótido LNA se modifica con un puente adicional que conecta el oxígeno 2' y el carbono 4'. El puente “bloquea” la ribosa en la conformación 3'-endo (Norte), que suele encontrarse en los dúplex de forma A. Los nucleótidos de LNA se pueden mezclar con residuos de ADN o ARN en el oligonucleótido siempre que se desee. El término “ácido nucleico no estructurado”, o “UNA”, es un ácido nucleico que contiene nucleótidos no naturales que se unen entre sí con una estabilidad reducida. Por ejemplo, un ácido nucleico no estructurado puede contener un residuo G' y un residuo C', en el que estos residuos corresponden a formas no naturales, es decir, análogos, de G y C que se emparejan entre sí con una estabilidad reducida, pero conservan la capacidad de emparejarse con los residuos C y G naturales, respectivamente. El ácido nucleico no estructurado (UNA) se describe en el documento US20050233340.The terms "nucleic acid" and "polynucleotide" are used interchangeably herein to describe a polymer of any length, for example, greater than about 2 bases, greater than about 10 bases, greater than about 100 bases, greater than about 500 bases. bases, greater than about 1,000 bases, up to about 10,000 or more bases composed of nucleotides, eg, deoxyribonucleotides, ribonucleotides, or a combination thereof, and may be produced enzymatically or synthetically (eg, PNA as described in U.S. Patent No. 5,948,902 and references cited therein) and that can hybridize with natural nucleic acids in a sequence-specific manner analogous to that of two natural nucleic acids, for example, can participate in pairing interactions of Watson-Crick bases. Natural nucleotides are guanine, cytosine, adenine, thymine, and uracil (G, C, A, T, and U, respectively). DNA and RNA have a deoxyribose and ribose sugar backbone, respectively, while the PNA backbone is composed of repeating N-(2-aminoethyl)-glycine units linked by peptide bonds. In PNA, various purine and pyrimidine bases are attached to the backbone by methylene-carbonyl bonds. A locked nucleic acid (LNA), often referred to as inaccessible RNA, is a modified RNA nucleotide. The ribose moiety of an LNA nucleotide is modified with an additional bridge connecting the 2' oxygen and the 4' carbon. The bridge "locks" the ribose into the 3'-endo (North) conformation, which is usually found in Form A duplexes. The LNA nucleotides can be mixed with DNA or RNA residues in the oligonucleotide whenever desired. The term "unstructured nucleic acid", or "UNA", is a nucleic acid that contains non-natural nucleotides that bind to each other with reduced stability. For example, an unstructured nucleic acid may contain a G' residue and a C' residue, where these residues correspond to non-natural forms, ie analogs, of G and C that pair with each other with reduced stability, but they retain the ability to pair with natural C and G residues, respectively. Unstructured Nucleic Acid (UNA) is described in US20050233340.

El término “oligonucleótido”, como se utiliza en la presente memoria, denota un multímero monocatenario de nucleótidos de aproximadamente 2 a 200 nucleótidos, hasta 500 nucleótidos de longitud. Los oligonucleótidos pueden ser sintéticos o se pueden hacer enzimáticamente y, en algunas realizaciones, tienen una longitud de 30 a 150 nucleótidos. Los oligonucleótidos pueden contener monómeros ribonucleótidos (es decir, pueden ser oligoribonucleótidos) o monómeros desoxirribonucleótidos. Un oligonucleótido puede tener una longitud de 10 a 20, de 21 a 30, de 31 a 40, de 41 a 50, de 51 a 60, de 61 a 70, de 71 a 80, de 80 a 100, de 100 a 150 o de 150 a 200 nucleótidos, por ejemplo. Los oligonucleótidos pueden tener análogos de nucleótidos y, en algunas realizaciones, al menos algunos de los enlaces entre los nucleótidos no necesitan ser fosfatos. En algunas realizaciones, un oligonucleótido puede tener un enlace de fosporotioato, particularmente en el extremo 3' y/o 5' del oligonucleótido. The term "oligonucleotide" as used herein denotes a single-stranded multimer of nucleotides from about 2 to 200 nucleotides, up to 500 nucleotides in length. The oligonucleotides can be synthetic or enzymatically made and, in some embodiments, are from 30 to 150 nucleotides in length. The oligonucleotides may contain ribonucleotide monomers (ie, they may be oligoribonucleotides) or deoxyribonucleotide monomers. An oligonucleotide can be 10 to 20, 21 to 30, 31 to 40, 41 to 50, 51 to 60, 61 to 70, 71 to 80, 80 to 100, 100 to 150 in length. or from 150 to 200 nucleotides, for example. The oligonucleotides may have nucleotide analogs, and in some embodiments, at least some of the bonds between the nucleotides need not be phosphates. In some embodiments, an oligonucleotide may have a phosphorothioate linkage, particularly at the 3' and/or 5' end of the oligonucleotide.

El término “cebador”, como se utiliza en la presente memoria, se refiere a un oligonucleótido que es capaz de actuar como punto de iniciación de la síntesis cuando se coloca en condiciones en las que se induce la síntesis de un producto de extensión del cebador, que es complementario a una hebra de ácido nucleico, es decir, en presencia de nucleótidos y de un agente inductor tal como una ADN polimerasa y a una temperatura y pH adecuados. El cebador puede ser monocatenario y debe ser lo suficientemente largo para cebar la síntesis del producto de extensión deseado en presencia del agente inductor. La longitud exacta del cebador dependerá de numerosos factores, que incluyen la temperatura, la fuente del cebador y el uso del procedimiento. Por ejemplo, para aplicaciones de diagnóstico, dependiendo de la complejidad de la secuencia diana, el cebador oligonucleótido suele contener entre 15 y 25 nucleótidos o más, aunque puede contener menos nucleótidos. Los cebadores presentes en la presente memoria se seleccionan para que sean sustancialmente complementarios a diferentes hebras de una secuencia de ADN diana concreta. Esto significa que los cebadores deben ser suficientemente complementarios para hibridar con sus respectivas cadenas. Por lo tanto, no es necesario que la secuencia del cebador refleje la secuencia exacta de la plantilla. Por ejemplo, un fragmento de nucleótido no complementario se puede unir al extremo 5' del cebador, siendo el resto de la secuencia del cebador complementaria a la hebra. Alternativamente, se pueden intercalar bases no complementarias o secuencias más largas en el cebador, siempre que la secuencia del cebador tenga suficiente complementariedad con la secuencia de la hebra para hibridar con ella y formar así la plantilla para la síntesis del producto de extensión.The term "primer", as used herein, refers to an oligonucleotide that is capable of acting as a synthesis initiation point when placed under conditions that induce the synthesis of a primer extension product. , which is complementary to a nucleic acid strand, that is, in the presence of nucleotides and an inducing agent such as a DNA polymerase and at a suitable temperature and pH. The primer can be single stranded and must be long enough to prime the synthesis of the desired extension product in the presence of the inducing agent. The exact length of the primer will depend on numerous factors, including temperature, source of the primer, and use of the method. For example, for diagnostic applications, depending on the complexity of the target sequence, the oligonucleotide primer typically contains 15-25 nucleotides or more, although it may contain fewer nucleotides. The primers present herein are selected to be substantially complementary to different strands of a particular target DNA sequence. This means that the primers must be complementary enough to anneal to their respective strands. Therefore, the primer sequence need not reflect the exact sequence of the template. For example, a non-complementary nucleotide fragment can be attached to the 5' end of the primer, with the rest of the primer sequence being complementary to the strand. Alternatively, non-complementary bases or longer sequences may be inserted into the primer, provided that the primer sequence has sufficient complementarity with the strand sequence to hybridize to it and thus form the template for extension product synthesis.

El término “hibridación” o “hibridación” se refiere a un proceso en el que una cadena de ácido nucleico se anuda y forma un dúplex estable, ya sea un homodúplex o un heterodúplex, en condiciones normales de hibridación con una segunda cadena de ácido nucleico complementaria, y no forma un dúplex estable con moléculas de ácido nucleico no relacionadas en las mismas condiciones normales de hibridación. La formación de un dúplex se consigue por medio del recocido de dos cadenas de ácido nucleico complementarias en una reacción de hibridación. La reacción de hibridación se puede hacer altamente específica por medio del ajuste de las condiciones de hibridación (a menudo denominadas rigurosidad de la hibridación) bajo las cuales tiene lugar la reacción de hibridación, de forma que la hibridación entre dos cadenas de ácido nucleico no formará un dúplex estable, por ejemplo, un dúplex que retenga una región de doble cadena bajo condiciones normales de rigurosidad, a menos que las dos cadenas de ácido nucleico contengan un cierto número de nucleótidos en secuencias específicas que sean sustancial o completamente complementarias. Las “condiciones normales de hibridación o de rigor” se determinan fácilmente para cualquier reacción de hibridación. Véase, por ejemplo, Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley y Sons, Inco Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press. Como se utiliza en la presente memoria, el término “hibridación” o “hibridación” se refiere a cualquier proceso por el que una cadena de ácido nucleico se une a una cadena complementaria por medio del emparejamiento de bases. The term "hybridization" or "hybridization" refers to a process in which one nucleic acid strand binds together and forms a stable duplex, either a homoduplex or a heteroduplex, under normal hybridization conditions with a second nucleic acid strand. complementary, and does not form a stable duplex with unrelated nucleic acid molecules under the same normal hybridization conditions. The formation of a duplex is achieved by annealing of two complementary nucleic acid strands in a hybridization reaction. The hybridization reaction can be made highly specific by adjusting the hybridization conditions (often called hybridization stringency) under which the hybridization reaction takes place, such that hybridization between two nucleic acid strands will not form a stable duplex, eg, a duplex that retains a double-stranded region under normal stringency conditions, unless the two nucleic acid strands contain a certain number of nucleotides in specific sequences that are substantially or completely complementary. "Normal or stringent hybridization conditions" are readily determined for any hybridization reaction. See, eg, Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley and Sons, Inco Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press. As used herein, the term "hybridization" or "hybridization" refers to any process by which one strand of nucleic acid joins a complementary strand via base pairing.

El término “agentes de unión” se refiere a cualquier miembro de un par de moléculas que se unen específicamente entre sí. Por ejemplo, un anticuerpo (un tipo de agente de captura) se une a un antígeno. En este ejemplo, tanto el anticuerpo como el antígeno pueden ser un agente de unión. El complejo que contiene un par de agentes de unión contiene un agente de captura (por ejemplo, un anticuerpo o un andamio no anticuerpo) y una fracción que no es un agente de captura, por ejemplo, una proteína, un metabolito, una molécula pequeña, un carbohidrato, un fármaco, etc. The term "binding agents" refers to any member of a pair of molecules that specifically bind to each other. For example, an antibody (a type of capture agent) binds to an antigen. In this example, both the antibody and the antigen can be a binding agent. The complex containing a pair of binding agents contains a capture agent (eg, an antibody or a non-antibody scaffold) and a moiety that is not a capture agent, eg, a protein, a metabolite, a small molecule , a carbohydrate, a drug, etc.

El término “agente de captura” se refiere a las proteínas que tienen un dominio que se une específicamente a otras moléculas. Por ejemplo, los anticuerpos y los andamios de unión sin anticuerpos que tienen la capacidad de unirse específicamente a otra fracción. Las proteínas de unión a anticuerpos incluyen aptámeros y proteínas sin anticuerpos tales como las descritas en Binz et al. (Curr Opin Biotechnol. 2005 16:459 a 469), Binz et al. (Nat. Biotechnol. 2005 23:1257 a 1268), Forrer et al. (Chembiochem. 2004 5:183a 189), Gronwall et al. (J. Biotechnol. 2009 140:254 a 269), Hosse et al. (Protein Sci. 2006 15:14 a 27) y Skerra et al. (Curr. Opin. Biotechnol. 2007 18:295 a 304).The term "capture agent" refers to proteins that have a domain that specifically binds other molecules. For example, antibodies and non-antibody binding scaffolds that have the ability to specifically bind to another moiety. Antibody binding proteins include aptamers and non-antibody proteins such as those described in Binz et al. ( Curr Opin Biotechnol. 2005 16:459-469), Binz et al. ( Nat. Biotechnol. 2005 23:1257-1268), Forrer et al. ( Chembiochem. 2004 5:183-189), Gronwall et al. ( J. Biotechnol. 2009 140:254-269), Hosse et al. ( Protein Sci. 2006 15:14-27) and Skerra et al. ( Curr. Opin. Biotechnol. 2007 18:295-304).

Los términos “anticuerpo” e “inmunoglobulina” incluyen anticuerpos o inmunoglobulinas de cualquier isotipo, fragmentos de anticuerpos que conservan la unión específica al antígeno, que incluyen, pero sin limitarse a, fragmentos Fab, Fv, scFv y Fd, anticuerpos quiméricos anticuerpos humanizados, anticuerpos de cadena única, anticuerpos policlonales (que pueden o no estar purificados por afinidad), anticuerpos monoclonales y proteínas de fusión que comprenden una porción de unión al antígeno de un anticuerpo y una proteína no anticuerpo. Este término engloba a los fragmentos de anticuerpos (por ejemplo, Fab', Fv, F(ab')2 , etc.) que mantienen una unión específica con el antígeno. Un anticuerpo puede ser monovalente o bivalente.The terms "antibody" and "immunoglobulin" include antibodies or immunoglobulins of any isotype, antibody fragments that retain specific binding to antigen, including, but not limited to, Fab, Fv, scFv, and Fd fragments, chimeric antibodies, humanized antibodies, single chain antibodies, polyclonal antibodies (which may or may not be affinity purified), monoclonal antibodies, and fusion proteins comprising an antigen-binding portion of an antibody and a non-antibody protein. This term encompasses antibody fragments (for example, Fab', Fv, F(ab') 2 , etc.) that maintain a specific binding with the antigen. An antibody can be monovalent or bivalent.

Se considera que un ácido nucleico es “selectivamente hibridable” con una secuencia de ácido nucleico si las dos secuencias se hibridan específicamente entre sí bajo condiciones de hibridación y lavado de moderada a alta rigurosidad. Se conocen las condiciones de hibridación de moderada y alta rigurosidad (véase, por ejemplo Ausubel et al., Short Protocols in Molecular Biology, 3a ed., Wiley y Sons 1995 y Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Tercera Edición, 2001 Cold Spring Harbor, N.Y.). Un ejemplo de condiciones de alta rigurosidad incluye la hibridación a aproximadamente 42 °C en formamida al 50%, SSC 5X, solución de Denhardt 5X, SDS al 0,5% y 100 ug/ml de ADN portador desnaturalizado, seguido por un lavado dos veces en SSC 2X y SDS al 0,5% a temperatura ambiente y dos veces adicionales en SSC 0,1 * y SDS al 0,5% a 42 °C.A nucleic acid is considered to be "selectively hybridizable" to a nucleic acid sequence if the two sequences specifically hybridize to each other under moderate to high stringency hybridization and wash conditions. Hybridization conditions of moderate and high stringency are known (see, for example, Ausubel et al., Short Protocols in Molecular Biology, 3rd ed., Wiley and Sons 1995 and Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Third Edition , 2001 Cold Spring Harbor, NY). An example of high stringency conditions includes hybridization at approximately 42°C in 50% formamide, 5X SSC, 5X Denhardt's solution, 0.5% SDS, and 100 ug/mL denatured carrier DNA, followed by a two-fold wash. times in 2X SSC and 0.5% SDS at room temperature and an additional two times in 0.1* SSC and 0.5% SDS at 42 °C.

El término “dúplex” o “duplexado”, como se utiliza en la presente memoria, describe dos polinucleótidos complementarios que están emparejados en sus bases, es decir, hibridizados juntos.The term "duplex" or "duplexed," as used herein, describes two complementary polynucleotides that are base-paired, ie, hybridized together.

Los términos “determinar”, “medir”, “evaluar”, “ensayar” y “analizar” se utilizan indistintamente en la presente memoria para referirse a cualquier forma de medición, e incluyen la determinación de la presencia o no de un elemento. Estos términos incluyen determinaciones cuantitativas y/o cualitativas. La evaluación puede ser relativa o absoluta. “Evaluar la presencia de” incluye determinar la cantidad de algo presente, así como determinar si está presente o ausente. The terms "determine", "measure", "evaluate", "test" and "analyze" are used interchangeably herein to refer to any form of measurement, and include determining the presence or absence of an element. These terms include quantitative and/or qualitative determinations. The evaluation can be relative or absolute. "Assessing the presence of" includes determining the amount of something present, as well as determining whether it is present or absent.

El término “ligar”, como se utiliza en la presente memoria, se refiere a la unión catalizada enzimáticamente del nucleótido terminal en el extremo 5' de una primera molécula de ácido nucleico al nucleótido terminal en el extremo 3' de una segunda molécula de ácido nucleico.The term "ligation", as used herein, refers to the enzymatically catalyzed attachment of the terminal nucleotide at the 5' end of a first nucleic acid molecule to the terminal nucleotide at the 3' end of a second nucleic acid molecule. nucleic.

Los términos “pluralidad”, “conjunto” y “población” se utilizan indistintamente para referirse a algo que contiene al menos 2 miembros. En ciertos casos, una pluralidad puede tener al menos 10, al menos 100, al menos 10.000, al menos 100.000, al menos 106, al menos 107, al menos 108 o al menos 109 o más miembros.The terms “plurality”, “set” and “population” are used interchangeably to refer to something that contains at least 2 members. In certain instances, a plurality may have at least 10, at least 100, at least 10,000, at least 100,000, at least 106, at least 107, at least 108, or at least 109 or more members.

El término “hebra”, como se utiliza en la presente memoria, se refiere a un ácido nucleico formado por nucleótidos unidos covalentemente por enlaces covalentes, por ejemplo, enlaces fosfodiéster.The term "strand" as used herein refers to a nucleic acid made up of nucleotides covalently linked by covalent bonds, eg, phosphodiester bonds.

El término “enlace covalente” se refiere a la producción de un enlace covalente entre dos moléculas separadas. La ligadura produce un enlace covalente.The term "covalent bond" refers to the production of a covalent bond between two separate molecules. Ligation produces a covalent bond.

Como se utiliza en la presente memoria, el término “ligablemente adyacente” en el contexto de dos secuencias de oligonucleótidos que son ligablemente adyacentes entre sí, significa que no hay nucleótidos intermedios entre dos oligonucleótidos y que se pueden ligar entre sí.As used herein, the term "ligably adjacent" in the context of two oligonucleotide sequences that are ligably adjacent to each other means that there are no intervening nucleotides between two oligonucleotides and that they can be ligated together.

Como se utiliza en la presente memoria, el término “oligonucleótido de empalme”, como se utiliza en la presente memoria, se refiere a un oligonucleótido que, cuando se hibrida con dos o más otros polinucleótidos, actúa como un “empalme” para posicionar los extremos 5' y 3' de otros dos polinucleótidos uno al lado del otro para que puedan ser ligados juntos, como se ilustra en la Fig. 1.As used herein, the term "splicing oligonucleotide" as used herein refers to an oligonucleotide that, when hybridized to two or more other polynucleotides, acts as a "splice" to position polynucleotides. 5' and 3' ends of two other polynucleotides next to each other so they can be ligated together, as illustrated in Fig. 1.

Los términos “círculo ligable” y “complejo circular ligable” se refieren a un complejo circular en el que los diversos oligonucleótidos son ligables y adyacentes entre sí en un círculo, mantenidos juntos por oligonucleótidos splint, como se ilustra en la Fig. 1.The terms "ligable circle" and "ligable circular complex" refer to a circular complex in which the various oligonucleotides are ligatable and adjacent to each other in a circle, held together by splint oligonucleotides, as illustrated in Fig. 1.

Como se utiliza en la presente memoria, el término “un conjunto de sondas que produce un círculo ligable sólo cuando las sondas se hibridan a el primer y segundo oligonucleótido de empalme” comprende un par de sondas que (a) contiene extremos que se hibridan a diferentes oligonucleótidos de empalme (es decir, un primer oligonucleótido de empalme y un segundo oligonucleótido de empalme) y (b) se hibridan a el primer y segundo oligonucleótido de empalme para formar un círculo ligable. En un complejo que comprende una primera molécula de sonda y una segunda molécula de sonda, el extremo 5' de la primera molécula de sonda es ligablemente adyacente al extremo 3' de la segunda molécula de sonda y el extremo 3' de la primera molécula de sonda es ligablemente adyacente al extremo 5' de la segunda molécula de sonda. En este ejemplo, se requieren dos eventos de ligadura para la circularización. El término “sólo” en esta frase pretende significar que las sondas no producen un círculo ligable si se hibridan con sólo uno del primer y segundo oligonucleótido de empalme (es decir, sólo uno pero no el otro). En la Fig. 1 se ilustra un conjunto de “sondas que producen un círculo ligable sólo cuando las sondas se hibridan con el primer y segundo oligonucleótido de empalme”.As used herein, the term "a set of probes that produces a ligatable circle only when the probes hybridize to the first and second splice oligonucleotides" encompasses a pair of probes that (a) contain ends that hybridize to different splice oligonucleotides (i.e., a first splice oligonucleotide) splice and a second splice oligonucleotide) and (b) hybridize to the first and second splice oligonucleotides to form a ligatable circle. In a complex comprising a first probe molecule and a second probe molecule, the 5' end of the first probe molecule is ligably adjacent to the 3' end of the second probe molecule and the 3' end of the first probe molecule. probe is ligably adjacent to the 5' end of the second probe molecule. In this example, two binding events are required for circularization. The term "only" in this phrase is intended to mean that the probes do not produce a ligatable circle if they hybridize to only one of the first and second splice oligonucleotides (ie, only one but not the other). Illustrated in Fig. 1 is a set of "probes that produce a ligatable circle only when the probes hybridize to the first and second splice oligonucleotides."

Como se utiliza en la presente memoria, el término “molécula circular covalentemente cerrada” se refiere a una cadena que tiene la forma de un círculo cerrado que no tiene extremos libres 3' o 5'.As used herein, the term "covalently closed circular molecule" refers to a chain having the shape of a closed circle having no free 3' or 5' ends.

El término “corresponde a” y sus equivalentes gramaticales, por ejemplo, “correspondiente”, como se utiliza en la presente memoria, se refiere a una relación específica entre los elementos a los que se refiere el término. Por ejemplo, un producto RCA corresponde a un analito si el producto RCA se puede utilizar para cuantificar ese analito en una muestra.The term "corresponds to" and its grammatical equivalents, eg, "corresponding", as used herein, refers to a specific relationship between the items to which the term refers. For example, an RCA product corresponds to an analyte if the RCA product can be used to quantify that analyte in a sample.

Como se utiliza en la presente memoria, el término “amplificación de círculo rodante” o “RCA” para abreviar se refiere a una amplificación isotérmica que genera copias lineales concatenadas de una plantilla de ácido nucleico circular mediante el uso de una polimerasa de desplazamiento de hebra. El RCA es bien conocido en las artes de la biología molecular y se describe en una variedad de publicaciones que incluyen, pero no se limitan a Lizardi et al. (Nat. Genet. As used herein, the term "rolling circle amplification" or "RCA" for short refers to an isothermal amplification that generates concatenated linear copies of a circular nucleic acid template through the use of a strand displacement polymerase. . RCA is well known in the molecular biology arts and is described in a variety of publications including, but not limited to Lizardi et al. ( Nat. Genet.

1998 19:225 a 232), Schweitzer et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. 2000 97:10113 a 10119), Wiltshire et al. (Clin. Chem. 1998 19:225-232), Schweitzer et al. ( Proc. Natl. Acad. Sci. 2000 97:10113-10119), Wiltshire et al. ( Clin. Chem.

200046:1990 a 1993) y Schweitzer et al. (Curr. Opin. Biotech 2001 12:21 a 27). Este término incluye el ACR lineal y el ACR exponencial (que puede utilizar cebadores aleatorios en algunos casos).200046:1990-1993) and Schweitzer et al. ( Curr. Opin. Biotech 2001 12:21-27). This term includes linear ACR and exponential ACR (which may use random primers in some cases).

Como se utiliza en la presente memoria, el término “productos de amplificación del círculo rodante” se refiere a los productos concatamerizados de una reacción de amplificación del círculo rodante.As used herein, the term "rolling circle amplification products" refers to the concatamerized products of a rolling circle amplification reaction.

Como se utiliza en la presente memoria, el término “recuento” se refiere a la determinación del número de objetos individuales en una colección mayor. El “recuento” requiere detectar señales separadas de objetos individuales en una pluralidad (no una señal colectiva de la pluralidad de objetos) y luego determinar cuántos objetos hay en la pluralidad al contar las señales individuales. En el contexto del presente procedimiento, el “recuento” se lleva a cabo por medio de la determinación del número de señales individuales en un conjunto de señales.As used herein, the term "count" refers to determining the number of individual objects in a larger collection. "Counting" requires detecting separate signals from individual objects in a plurality (not a collective signal from the plurality of objects) and then determining how many objects are in the plurality by counting the individual signals. In the context of the present method, "counting" is performed by determining the number of individual signals in a set of signals.

A lo largo de la memoria descriptiva pueden aparecer otras definiciones de términos.Other definitions of terms may appear throughout the specification.

Descripción de las realizaciones ejemplaresDescription of Exemplary Embodiments

La presente memoria proporciona un procedimiento para el análisis de muestras. En un aspecto, el procedimiento comprende: (a) incubar una muestra que comprende un analito diana con: (i) un primer conjugado que comprende un agente de unión y un primer oligonucleótido de empalme, y (ii) un segundo conjugado que comprende un agente de unión y un segundo oligonucleótido de empalme, en condiciones adecuadas para la unión de los agentes de unión del primer y el segundo conjugados al analito diana, para producir un producto, en el que los agentes de unión del primer y el segundo conjugados son anticuerpos policlonales seleccionados por afinidad, y los anticuerpos policlonales seleccionados por afinidad se dividen en una primera porción que se conjuga con el primer oligonucleótido de empalme y una segunda porción que se conjuga con el segundo oligonucleótido de empalme, (b) incubar al menos parte del producto con: (i) un conjunto de sondas que produce un círculo ligable sólo cuando las sondas se hibridan con el primer y segundo oligonucleótido de empalme y (ii) una ligasa, para producir una mezcla de reacción que comprenda moléculas circulares covalentemente cerradas, (c) tratar al menos parte de la mezcla de reacción con una exonucleasa para terminar la ligadura y degradar cualquier ácido nucleico que no sea una molécula circular covalentemente cerrada; y, (d) después de la etapa (c), cuantificar la cantidad de moléculas circulares covalentemente cerradas producidas en la etapa de ligadura, es decir, las moléculas circulares covalentemente cerradas que comprenden las sondas de la etapa (b).This specification provides a method for the analysis of samples. In one aspect, the method comprises: (a) incubating a sample comprising a target analyte with: (i) a first conjugate comprising a binding agent and a first splicing oligonucleotide, and (ii) a second conjugate comprising a binding agent and a second splicing oligonucleotide, under conditions suitable for binding the binding agents of the first and second conjugates to the target analyte, to produce a product, wherein the binding agents of the first and second conjugates are affinity-selected polyclonal antibodies, and the affinity-selected polyclonal antibodies are divided into a first portion that conjugates with the first splice oligonucleotide and a second portion that conjugates with the second splice oligonucleotide, (b) incubating at least part of the product with: (i) a set of probes that produces a ligatable circle only when the probes hybridize to the first and second splice oligonucleotides and (ii) a ligand a, to produce a reaction mixture comprising circular covalently closed molecules, (c) treating at least part of the reaction mixture with an exonuclease to terminate ligation and degrade any nucleic acid that is not a circular covalently closed molecule; and, (d) after step (c), quantifying the amount of covalently closed circular molecules produced in the ligation step, ie, the covalently closed circular molecules comprising the probes of step (b).

La Fig. 1 ilustra esquemáticamente algunos de los componentes utilizados en el presente procedimiento. La Fig. 1 muestra: un primer conjugado 2 que comprende un agente de unión 4 y un primer oligonucleótido de empalme 6, y (ii) un segundo conjugado 8 que comprende un agente de unión 10 y un segundo oligonucleótido de empalme 12. Como se muestra, el primer conjugado 2 y el segundo conjugado 8 son moléculas diferentes. Como se ilustra, el conjunto de sondas 14 comprende una primera sonda 16 y una segunda sonda 18, cuyos extremos hibridan con el primer oligonucleótido de empalme 6 y el segundo oligonucleótido de empalme 12 para producir un círculo ligable 19 que contiene dos muescas, 20 y 22. En este complejo, el extremo 5' de la primera sonda está ligado al extremo 3' de la segunda sonda y el extremo 3' de la primera sonda está ligado al extremo 5' de la segunda sonda. Las muescas 20 y 22 pueden ser selladas por una ligasa, para de ese modo producir una molécula covalentemente circular 24 que tiene uniones de ligadura 26 y 28. Como se muestra, se requieren dos eventos de ligadura para la circularización. Como se ha señalado anteriormente, el círculo ligable 19 sólo se puede producir cuando las sondas 16 y 18 se hibridan con el primer oligonucleótido de empalme 6 y el segundo oligonucleótido de empalme 12, lo que significa que no se produce un círculo ligable cuando se híbrida con sólo uno o ninguno de los oligonucleótidos de empalme. Dado que el círculo ligable sólo se puede producir cuando ambos oligonucleótidos de empalme están físicamente próximos entre sí, el círculo ligable sólo se debe formar cuando una molécula del primer conjugado 2 y una molécula del segundo conjugado 8 se unen a la misma molécula de analito diana. Algunos de los principios de otros ensayos de ligadura por proximidad se describen en Fredriksson (Nat. Biotechnol. 2002 a 2020: 473 a 477) y Gullberg (Proc. Natl. Acad. Sci. 2004, 20: 8420 a 8424).Fig. 1 schematically illustrates some of the components used in the present process. Fig. 1 shows: a first conjugate 2 comprising a binder 4 and a first splice oligonucleotide 6 , and (ii) a second conjugate 8 comprising a binder 10 and a second splice oligonucleotide 12 . As shown, the first conjugate 2 and the second conjugate 8 are different molecules. As illustrated, probe set 14 comprises a first probe 16 and a second probe 18 , the ends of which hybridize to first splice oligonucleotide 6 and second splice oligonucleotide 12 to produce a ligatable circle 19 containing two nicks, 20 and 22 . In this complex, the 5' end of the first probe is linked to the 3' end of the second probe and the 3' end of the first probe is linked to the 5' end of the second probe. Grooves 20 and 22 can be sealed by ligase, thereby producing a covalently circular molecule 24 having ligation bonds 26 and 28. As shown, two ligation events are required for circularization. As noted above, ligatable circle 19 can only be produced when probes 16 and 18 hybridize to first splice oligonucleotide 6 and second splice oligonucleotide 12 , meaning no a ligatable circle when hybridized to only one or none of the splice oligonucleotides. Since the ligatable circle can only occur when both splicing oligonucleotides are physically close to each other, the ligatable circle should only be formed when one molecule of the first conjugate 2 and one molecule of the second conjugate 8 bind to the same target analyte molecule. . Some of the principles of other proximity ligation assays are described in Fredriksson ( Nat. Biotechnol. 2002-2020: 473-477 ) and Gullberg ( Proc. Natl. Acad. Sci. 2004, 20: 8420-8424 ).

En algunas realizaciones, los agentes de unión del primer y el segundo conjugados son agentes de captura. En estas realizaciones, el procedimiento para el análisis de la muestra puede comprender: (a) incubar una muestra que comprende un analito diana con: (i) un primer conjugado que comprende un agente de captura y un primer oligonucleótido de empalme, y (ii) un segundo conjugado que comprende un agente de captura y un segundo oligonucleótido de empalme, en condiciones adecuadas para la unión de los agentes de captura del primer y el segundo conjugados al analito diana, para producir un producto, en el que los agentes de unión del primer y el segundo conjugados son anticuerpos policlonales seleccionados por afinidad, y los anticuerpos policlonales seleccionados por afinidad se dividen en una primera porción que se conjuga con el primer oligonucleótido de empalme y una segunda porción que se conjuga con el segundo oligonucleótido de empalme, (b) incubar al menos parte del producto de la etapa (a) con: (i) un conjunto de sondas que produce un círculo ligable sólo cuando las sondas se hibridan con el primer y segundo oligonucleótido de empalme y (ii) una ligasa, para producir una mezcla de reacción que comprenda moléculas circulares covalentemente cerradas, (c) tratar al menos parte de la mezcla de reacción de la etapa (b) con una exonucleasa para terminar la ligadura y degradar cualquier ácido nucleico que no sea una molécula circular covalentemente cerrada; y (d) después de la etapa (c), cuantificar la cantidad de moléculas circulares covalentemente cerradas producidas en la etapa (b).In some embodiments, the binding agents of the first and second conjugates are capture agents. In these embodiments, the method for sample analysis may comprise: (a) incubating a sample comprising a target analyte with: (i) a first conjugate comprising a capture agent and a first splicing oligonucleotide, and (ii) ) a second conjugate comprising a capture agent and a second splicing oligonucleotide, under conditions suitable for binding the capture agents of the first and second conjugates to the target analyte, to produce a product, in which the binding agents of the first and second conjugates are affinity-selected polyclonal antibodies, and the affinity-selected polyclonal antibodies are divided into a first portion that conjugates with the first splice oligonucleotide and a second portion that conjugates with the second splice oligonucleotide, ( b) incubating at least part of the product of step (a) with: (i) a set of probes that produces a ligatable circle only when the probes hybridize n with the first and second splice oligonucleotides and (ii) a ligase, to produce a reaction mixture comprising covalently closed circular molecules, (c) treating at least part of the reaction mixture from step (b) with an exonuclease to terminate ligation and degrade any nucleic acid that is not a covalently closed circular molecule; and (d) after step (c), quantifying the amount of covalently closed circular molecules produced in step (b).

Las proteínas del primer y el segundo conjugados son anticuerpos policlonales seleccionados por afinidad, es decir, anticuerpos que se han obtenido de un animal que ha sido inmunizado con el analito diana, o una porción del mismo. En esta realización, dos porciones de un mismo partida de anticuerpo policlonal pueden estar unidas a diferentes oligonucleótidos de empalme, como se describe a continuación.The proteins of the first and second conjugates are affinity-selected polyclonal antibodies, ie, antibodies that have been obtained from an animal that has been immunized with the target analyte, or a portion thereof. In this embodiment, two portions of the same polyclonal antibody stock may be linked to different splice oligonucleotides, as described below.

En algunas realizaciones, el agente de unión puede tener una baja afinidad por el analito diana y algunas realizaciones pueden tener un Kd en el intervalo de 10-5 M a 10-9 M, 10-5 M a 10-8 M o 10-5 M a 10-7 M. En estas realizaciones, el agente de unión es un anticuerpo policlonal.In some embodiments, the binding agent may have a low affinity for the target analyte, and some embodiments may have a K d in the range of 10-5 M to 10-9 M, 10-5 M to 10-8 M, or 10 -5 M to 10 -7 M. In these embodiments, the binding agent is a polyclonal antibody.

El anticuerpo puede ser un anticuerpo “natural” en el que las cadenas pesadas y ligeras han sido seleccionadas naturalmente por el sistema inmunitario de un organismo multicelular. Estos anticuerpos tienen una molécula estereotipada en forma de “Y” que consiste en cuatro cadenas polipeptídicas: dos cadenas pesadas idénticas y dos cadenas ligeras idénticas conectadas por enlaces disulfuro. Si se utilizan anticuerpos policlonales, un animal puede ser inmunizado con un solo analito (por ejemplo, una proteína) o una porción del mismo y una población policlonal de anticuerpos puede ser purificada por afinidad del animal mediante el uso del analito o la porción del mismo. Los anticuerpos purificados por afinidad se pueden dividir y una primera porción de la población de anticuerpos se puede conjugar con el primer oligonucleótido de empalme y una segunda porción de la población de anticuerpos se puede conjugar con el segundo oligonucleótido de empalme.The antibody may be a "natural" antibody in which the heavy and light chains have been naturally selected for by the immune system of a multicellular organism. These antibodies have a stereotyped Y-shaped molecule consisting of four polypeptide chains: two identical heavy chains and two identical light chains connected by disulfide bonds. If polyclonal antibodies are used, an animal can be immunized with a single analyte (for example, a protein) or a portion thereof and a polyclonal population of antibodies can be affinity purified from the animal using the analyte or portion thereof. . Affinity purified antibodies can be partitioned and a first portion of the population of antibodies can be conjugated to the first splice oligonucleotide and a second portion of the population of antibodies can be conjugated to the second splice oligonucleotide.

En un conjugado, el agente de unión y el oligonucleótido de empalme pueden estar unidos de forma no covalente (por ejemplo, a través de una interacción estreptavidina/biotina) o covalente (por ejemplo, a través de una reacción de cicloadición o química alternativa). El oligonucleótido de empalme y el agente de unión se pueden unir a través de un número de procedimientos diferentes, que incluyen aquellos que utilizan un grupo maleimida o que contiene halógeno, que son reactivos a la cisteína. Los oligonucleótidos se pueden unir a agentes, por ejemplo, anticuerpos, mediante el uso de cualquier procedimiento conveniente (véase, por ejemplo, Gong et al., Bioconjugate Chem. 2016 a 2720: 217 a 225 y Kazane et al., Proc Natl Acad Sci 2012 109: 3731 a 8423736). Existe una variedad de procedimientos de vinculación. Por ejemplo, los oligonucleótidos de empalme se pueden unir a los agentes de captura directamente mediante el uso de cualquier fracción química adecuada en el agente de captura (por ejemplo, un residuo de cisteína o a través de un sitio diseñado). En otras realizaciones, los oligonucleótidos de empalme pueden estar unidos a los agentes de captura directa o indirectamente a través de una interacción no covalente, por ejemplo, a través de una biotina/estreptavidina o un equivalente de la misma, a través de un aptámero o un anticuerpo secundario, o a través de una interacción proteína-proteína, tal como una interacción de etiqueta de leucina o similar. El agente de unión y el oligonucleótido pueden estar unidos en un sitio proximal o en el extremo 5' del oligonucleótido, proximal o en el extremo 3' del oligonucleótido, o en cualquier lugar intermedio.In a conjugate, the binding agent and the splicing oligonucleotide may be linked non-covalently (for example, through a streptavidin/biotin interaction) or covalently (for example, through a cycloaddition reaction or alternative chemistry). . The splice oligonucleotide and linker can be joined via a number of different methods, including those using a maleimide or halogen-containing group, which are reactive to cysteine. Oligonucleotides can be linked to agents, eg, antibodies, using any convenient method (see, eg, Gong et al., Bioconjugate Chem. 2016-2720:217-225 and Kazane et al., Proc Natl Acad Sci 2012 109: 3731-8423736). There are a variety of bonding procedures. For example, splice oligonucleotides can be attached to capture agents directly through the use of any suitable chemical moiety on the capture agent (eg, a cysteine residue or through a designated site). In other embodiments, the splicing oligonucleotides may be attached to the capture agents directly or indirectly through a non-covalent interaction, for example, through a biotin/streptavidin or equivalent thereof, through an aptamer, or a secondary antibody, or through a protein-protein interaction, such as a leucine tag interaction or the like. The linker and oligonucleotide may be attached at a site proximal to or at the 5' end of the oligonucleotide, proximal or at the 3' end of the oligonucleotide, or anywhere in between.

En algunas realizaciones, cada extremo de las sondas es perfectamente complementario a por lo menos 6 nucleótidos contiguos (por ejemplo, de 6 a 50 o de 8 a 30 nucleótidos contiguos, por ejemplo, 6, 7, 8 o más nucleótidos) de los oligonucleótidos de empalme, aunque se espera que el procedimiento funcione si hay algunos desajustes que no interfieran significativamente con la hibridación o la ligadura. En algunas realizaciones, los oligonucleótidos pueden estar unidos a los agentes por un enlazador que espacia el oligonucleótido de los agentes, si es necesario.In some embodiments, each end of the probes is perfectly complementary to at least 6 contiguous nucleotides (eg, 6 to 50 or 8 to 30 contiguous nucleotides, eg, 6, 7, 8 or more nucleotides) of the oligonucleotides. splicing, although the procedure is expected to work if there are some mismatches that do not significantly interfere with hybridization or ligation. In some embodiments, the oligonucleotides may be attached to the agents by a linker that spaces the oligonucleotide from the agents, if necessary.

En algunas realizaciones, las etapas iniciales del procedimiento pueden comprender la combinación de un volumen de una muestra líquida con los conjugados en un tampón de unión adecuado, la incubación de la mezcla durante un período de tiempo, y luego la adición de las sondas y la ligasa a la mezcla. Esta etapa inicial se puede llevar a cabo por medio de la adición de un volumen relativamente pequeño de muestra (por ejemplo, de 1 a 5 uL) directamente a un volumen mayor del primer y el segundo conjugado en un tampón de unión (por ejemplo, 10 uL a 50 uL de tampón). En estas realizaciones, la muestra se puede diluir al menos 2x, al menos 3x, al menos 4x, al menos 5x, o al menos 10x. En la etapa de ligadura, la ligasa utilizada puede ser una ligasa que tenga una preferencia de sustrato para sellar muescas en moléculas de ADN de doble cadena, en lugar de ligar moléculas de ADN de una sola cadena entre sí, para de ese modo reducir las ligaduras de fondo. Una vez producidas las moléculas circulares covalentemente cerradas, el procedimiento puede comprender el tratamiento de al menos una parte de la mezcla de reacción con una exonucleasa para terminar la ligadura y degradar cualquier ácido nucleico que no sea una molécula circular covalentemente cerrada. En algunos casos, la exonucleasa puede comprender tanto la exonucleasa I como la exonucleasa III, aunque en algunos casos se podrían utilizar en su lugar otra u otras exonucleasas, por ejemplo, la exonucleasa T, la exonucleasa V, la exonucleasa VII, la exonucleasa T5 o la exonucleasa T7. En algunas realizaciones, la etapa de tratamiento con exonucleasas se puede implementar por medio de la adición de directamente la una o más exonucleasas a la ligadura. La etapa de tratamiento con exonucleasas debe terminar la ligadura y degradar cualquier ácido nucleico que no sea una molécula circular covalentemente cerrada. Esta etapa no se puede incorporar a otros procedimientos en los que los agentes de unión se unen a oligonucleótidos que son cebadores utilizados porque, como sería evidente, la exonucleasa destruiría los cebadores. En el presente procedimiento, el primer y segundo oligonucleótido de empalme se utilizan únicamente como empalmes para ligar las sondas. El procedimiento no comprende el uso de los oligonucleótidos de empalme como cebadores para amplificar las moléculas circulares covalentemente cerradas. Tras el tratamiento con exonucleasas, éstas pueden ser inactivadas por cualquier procedimiento conveniente. En algunas realizaciones, las exonucleasas se pueden inactivar por tratamiento térmico, por ejemplo, por medio del calentamiento de la reacción a una temperatura de al menos 60 °C durante un período de tiempo prolongado, por ejemplo, al menos 10 minutos. Las condiciones utilizadas para inactivar la exonucleasa pueden depender de las exonucleasas utilizadas.In some embodiments, the initial steps of the procedure may comprise combining a volume of a liquid sample with the conjugates in a suitable binding buffer, incubating the mixture for a period of time, and then adding the probes and adding the conjugates. ligase to the mixture. This initial stage can be carried out by adding a relatively small volume of sample (eg 1 to 5 uL) directly to a larger volume of the first and second conjugates in binding buffer (eg 10 uL to 50 uL buffer) . In these embodiments, the sample can be diluted at least 2x, at least 3x, at least 4x, at least 5x, or at least 10x. In the ligation step, the ligase used may be a ligase that has a substrate preference for sealing nicks in double-stranded DNA molecules, rather than ligating single-stranded DNA molecules together, thereby reducing the background ties. Once the circular covalently closed molecules are produced, the method may comprise treating at least a portion of the reaction mixture with an exonuclease to terminate ligation and degrade any nucleic acid that is not a circular covalently closed molecule. In some cases, the exonuclease may comprise both exonuclease I and exonuclease III, although in some cases one or more other exonucleases could be used instead, for example, exonuclease T, exonuclease V, exonuclease VII, exonuclease T5 or T7 exonuclease. In some embodiments, the exonuclease treatment step can be implemented by directly adding the one or more exonucleases to the ligation. The exonuclease treatment step should terminate the ligation and degrade any nucleic acid that is not a covalently closed circular molecule. This step cannot be incorporated into other methods in which the binding agents bind to oligonucleotides that are primers used because, as would be apparent, the primers would be destroyed by the exonuclease. In the present method, the first and second splice oligonucleotides are used only as splices to ligate the probes. The method does not comprise the use of the splicing oligonucleotides as primers to amplify the covalently closed circular molecules. After treatment with exonucleases, these can be inactivated by any convenient method. In some embodiments, the exonucleases can be inactivated by heat treatment, eg, by heating the reaction to a temperature of at least 60°C for an extended period of time, eg, at least 10 minutes. The conditions used to inactivate the exonuclease may depend on the exonucleases used.

Después de que las moléculas circulares covalentemente cerradas estén hechas, el procedimiento comprende cuantificar la cantidad de moléculas circulares covalentemente cerradas. Esto se puede llevar a cabo de diferentes maneras, con o sin una etapa de preamplificación, por ejemplo, por medio de PCR cuantitativa o PCR de punto final (por ejemplo, PCR digital, que se puede implementar en placas o en gotas), mediante el uso de microarrays, o por medio de secuenciación. En la realización de la secuenciación, una o más de las sondas pueden estar indexadas, lo que permite contar las moléculas después de la secuenciación.After the circular covalently closed molecules are made, the method comprises quantifying the amount of circular covalently closed molecules. This can be done in different ways, with or without a pre-amplification step, for example, by means of quantitative PCR or end-point PCR (for example, digital PCR, which can be implemented in plates or in spots), by means of the use of microarrays, or through sequencing. In performing sequencing, one or more of the probes may be indexed, allowing the molecules to be counted after sequencing.

En algunas realizaciones, las moléculas circulares cerradas covalentemente pueden ser cuantificadas por PCR cuantitativa (qPCR), cuyo ensayo puede emplear un colorante específico de ADN de doble cadena o una sonda de hidrólisis (por ejemplo, un ensayo TaqMan o similar). Estos ensayos cuantitativos de PCR suelen utilizar un primer cebador que se hibrida con la molécula circular cerrada covalentemente y un segundo cebador que se hibrida con el complemento de la molécula circular cerrada covalentemente, para de ese modo permitir que parte de la secuencia de la molécula circular cerrada covalentemente se amplifique por PCR. En algunas realizaciones, el primer y el segundo cebador utilizados para la PCR cuantitativa se pueden dirigir a las uniones de ligadura en las moléculas circulares cerradas covalentemente, para de ese modo hacer la qPCR más específica. En estas realizaciones, el primer cebador se hibrida con una secuencia que abarca una de las uniones de ligadura, y el segundo cebador se hibrida con el complemento de una secuencia que abarca la otra de las uniones de ligadura. En estas realizaciones, el extremo 3' del primer y segundo cebadores se puede extender uno, dos, tres o, en algunos casos, cuatro o más nucleótidos más allá de la unión de ligadura. En algunas realizaciones, no se requiere la preamplificación de la molécula circular cerrada covalentemente antes de llevar a cabo la qPCR. Estos procedimientos de preamplificación suelen utilizar cebadores que se unen a sitios que están fuera de los sitios unidos por los cebadores de la qPCR (de forma que los cebadores de preamplificación y los cebadores de la qPCR tienen una relación anidada). Así, la qPCR se puede llevar a cabo sin una etapa de preamplificación. Alternativamente, las moléculas circulares covalentemente cerradas se pueden cuantificar por medio de la amplificación de las moléculas circulares covalentemente cerradas por amplificación de círculo rodante (RCA) para producir productos RCA, y el recuento de los productos RCA. Estos procedimientos se pueden adaptar a partir de Larsson et al. (Nature Methods 2004 1: 227 - 232) entre otros. Se conocen otros procedimientos para cuantificar las moléculas de ácidos nucleicos circulares o serían evidentes para los expertos en la técnica.In some embodiments, circular covalently closed molecules can be quantified by quantitative PCR (qPCR), which assay can employ a double-stranded DNA-specific dye or hydrolysis probe (eg, a TaqMan assay or the like). These quantitative PCR assays typically use a first primer that hybridizes to the covalently closed circular molecule and a second primer that hybridizes to the complement of the covalently closed circular molecule, thereby allowing part of the circular molecule sequence to covalently closed is amplified by PCR. In some embodiments, the first and second primers used for quantitative PCR can be targeted to the ligation junctions on the covalently closed circular molecules, thereby making the qPCR more specific. In these embodiments, the first primer anneals to a sequence spanning one of the ligation junctions, and the second primer anneals to the complement of a sequence spanning the other of the ligation junctions. In these embodiments, the 3' end of the first and second primers can extend one, two, three, or, in some cases, four or more nucleotides beyond the ligation junction. In some embodiments, pre-amplification of the covalently closed circular molecule is not required before performing qPCR. These pre-amplification procedures typically use primers that bind to sites that are outside the sites bound by the qPCR primers (so that the pre-amplification primers and the qPCR primers have a nested relationship). Thus, qPCR can be carried out without a pre-amplification step. Alternatively, circular covalently closed molecules can be quantified by amplifying the circular covalently closed molecules by rolling circle amplification (RCA) to produce RCA products, and counting the RCA products. These procedures can be adapted from Larsson et al. ( Nature Methods 2004 1:227-232) among others. Other methods for quantifying circular nucleic acid molecules are known or would be apparent to those of skill in the art.

En algunas realizaciones, las etapas iniciales del procedimiento (hasta la etapa de cuantificación) se pueden implementar en un formato de “tubo único”, en el que el reactivo (por ejemplo, la enzima, las sondas, etc.) se añaden directamente a la reacción previa (después de que la reacción se haya completado). En estas realizaciones, las reacciones de unión, hibridación/ligadura de la sonda y exonucleasa (es decir, las etapas (a) a (c)) se pueden llevar a cabo en el mismo recipiente. Específicamente, la etapa de hibridación/ligadura de la sonda (etapa (b)) puede comprender la adición de reactivos (las sondas y la ligasa) al recipiente que comprende el producto de la etapa de ligadura (etapa (a)), y el tratamiento con exonucleasas (etapa (c)) puede comprender la adición de reactivos (una o más exonucleasas) al recipiente que comprende el producto de ligadura (de la etapa (b)).In some embodiments, the initial steps of the procedure (up to the quantification step) can be implemented in a "single-tube" format, in which the reagent (eg, enzyme, probes, etc.) is added directly to the the pre-reaction (after the reaction is complete). In these embodiments, the binding, probe hybridization/ligation, and exonuclease reactions (ie, steps (a) through (c)) can be carried out in the same vessel. Specifically, the probe hybridization/ligation step (step (b)) may comprise the addition of reagents (the probes and the ligase) to the container comprising the product of the ligation step (step (a)), and the Exonuclease treatment (step (c)) may comprise adding reagents (one or more exonucleases) to the vessel comprising the ligation product (from step (b)).

El procedimiento puede ser multiplexado mediante el uso de diferentes conjuntos de primer y segundo conjugados para cada analito diana. En estas realizaciones, los oligonucleótidos de empalme de los conjugados que se unen a un primer analito, así como las sondas que hibridan con esos oligonucleótidos de empalme, pueden ser diferentes de los oligonucleótidos de empalme de los conjugados que se unen a un segundo analito, así como las sondas que hibridan con esos oligonucleótidos de empalme. Dado que los diferentes conjuntos de sondas tienen secuencias diferentes, se pueden ensayar independientemente aproximadamente de otros por medio de qPCR. Como tal, en algunas realizaciones la muestra puede comprender una pluralidad de analitos, la etapa (a) del procedimiento puede comprender la incubación de la muestra con múltiples pares de dichos conjugados primero y segundo, en los que cada par de conjugados se une a un analito diferente; y la etapa (d) comprende la cuantificación del número de moléculas circulares covalentemente cerradas correspondientes a cada analito. En algunas realizaciones, los analitos pueden ser cuantificados en la misma reacción, por ejemplo, mediante el uso de qPCR multiplex. En otras realizaciones, los analitos se pueden cuantificar en diferentes ensayos. En algunas realizaciones, los analitos se pueden cuantificar en diferentes ensayos, en el que cada ensayo es, en sí mismo, un ensayo multiplex que contiene un control interno (que se puede utilizar para, por ejemplo, normalizar la cantidad del analito diana en las muestras). Al menos 2, al menos 5 o al menos 10 o más analitos se pueden cuantificar de manera multiplexada mediante el uso del presente procedimiento.The method can be multiplexed by using different sets of first and second conjugates for each target analyte. In these embodiments, the splicing oligonucleotides of the conjugates that bind a first analyte, as well as the probes that hybridize with those splicing oligonucleotides, may be different from the splicing oligonucleotides of the conjugates that bind a second analyte, as well as probes that hybridize to those splice oligonucleotides. Since the different sets of probes have different sequences, they can be assayed approximately independently of one another by means of qPCR. As such, in some embodiments the sample may comprise a plurality of analytes, step (a) of the method may comprise incubating the sample with multiple pairs of said first and second conjugates, wherein each pair of conjugates binds to a different analyte; and step (d) comprises quantifying the number of covalently closed circular molecules corresponding to each analyte. In some embodiments, the analytes can be quantified in the same reaction, for example, by using multiplex qPCR. In other embodiments, the analytes can be quantified in different assays. In some embodiments, analytes can be quantified in different assays, where each assay is itself a multiplex assay containing an internal control (which can be used to, for example, normalize the amount of the target analyte in the samples). samples). At least 2, at least 5, or at least 10 or more analytes can be quantified in a multiplexed manner using the present method.

El analito diana detectado por el procedimiento puede ser cualquier tipo de molécula biológica a la que los anticuerpos se puedan unir en diferentes sitios. Las proteínas son un tipo de analito diana. En algunas realizaciones, ambos conjugados se pueden unir a una sola proteína. En otras realizaciones, el analito puede ser un complejo de proteínas. En estas realizaciones, el primer y el segundo agentes de unión se pueden unir a diferentes proteínas en el complejo. The target analyte detected by the method can be any type of biological molecule to which antibodies can bind at different sites. Proteins are one type of target analyte. In some embodiments, both conjugates can be bound to a single protein. In other embodiments, the analyte can be a protein complex. In these embodiments, the first and second binding agents can bind to different proteins in the complex.

En algunas realizaciones, la muestra es un fluido corporal o una forma procesada del mismo. Los fluidos corporales de interés incluyen el plasma, la saliva y la orina, aunque en el presente procedimiento se pueden utilizar otros fluidos corporales. Los fluidos corporales incluyen, entre otros, el líquido amniótico, el humor acuoso, el humor vítreo, la sangre (por ejemplo sangre entera, sangre fraccionada, plasma, suero, etc.), la leche materna, el líquido cefalorraquídeo (LCR), el cerumen, el quilo, la endolinfa, la perilinfa, las heces, el ácido gástrico, el jugo gástrico, la linfa, el moco (incluidos el drenaje nasal y la flema), el líquido pericárdico, el líquido peritoneal, el líquido pleural, el pus, el reúma, la saliva, el sebo (aceite de la piel), el semen, el esputo, el sudor, el líquido sinovial, las lágrimas, el vómito y la orina. En algunas realizaciones, una muestra se puede obtener a partir de un sujeto, por ejemplo, un humano, y puede ser procesada antes de su uso en el ensayo del sujeto. Por ejemplo, antes del análisis, la proteína se puede extraer a partir de una muestra de tejido antes de iniciar el presente procedimiento. En algunas realizaciones, la muestra puede ser una muestra clínica, por ejemplo, una muestra recolectada de un paciente.In some embodiments, the sample is a body fluid or a processed form thereof. Bodily fluids of interest include plasma, saliva, and urine, although other bodily fluids may be used in the present method. Body fluids include, but are not limited to, amniotic fluid, aqueous humor, vitreous humor, blood (for example, whole blood, fractionated blood, plasma, serum, etc.), breast milk, cerebrospinal fluid (CSF), cerumen, chyle, endolymph, perilymph, faeces, gastric acid, gastric juice, lymph, mucus (including nasal drainage and phlegm), pericardial fluid, peritoneal fluid, pleural fluid, pus, rheumatism, saliva, sebum (skin oil), semen, sputum, sweat, synovial fluid, tears, vomit, and urine. In some embodiments, a sample may be obtained from a subject, eg, a human, and may be processed prior to use in testing the subject. For example, prior to analysis, protein can be extracted from a tissue sample prior to starting the present procedure. In some embodiments, the sample may be a clinical sample, eg, a sample collected from a patient.

El presente procedimiento puede tener una sensibilidad de al menos 5 fM, 10 fM, 50 fM, 100 fM, 0,5 pM, 1pM, 5 pM, 10 pM, 50 pM, 100 pM, 0,5 nM, 1 nM, 5 nM, 10 nM, 50 nM o 100 nM dependiendo del analito diana.The present method can have a sensitivity of at least 5 fM, 10 fM, 50 fM, 100 fM, 0.5 pM, 1 pM, 5 pM, 10 pM, 50 pM, 100 pM, 0.5 nM, 1 nM, 5 nM, 10 nM, 50 nM or 100 nM depending on the target analyte.

Sin querer estar atado a ningún uso particular, el presente procedimiento tiene una utilidad particular en el análisis del plasma sanguíneo. El plasma sanguíneo se puede obtener de forma no invasiva y contiene una variedad de proteínas diferentes y de baja abundancia que son diagnósticas, pronósticas o teranósticas (véase, en general, Anderson et al., Molecular & Cellular Proteomics 2002 1: 845 a 867 y Anderson et al., Clinical Chemistry 2010 56: 177 a 842185). Como tal, en algunas realizaciones, el presente procedimiento se puede utilizar para cuantificar una o una combinación (por ejemplo 2, 3, 4, 5 o más) de las siguientes proteínas en el plasma: fosfatasa ácida, IgG, alanina aminotransferasa (ALT o SGPT), IgM, albúmina, inhibina-A, aldolasa, insulina, fosfatasa alcalina (ALP), factor de crecimiento similar a la insulina-I (IGF-I), a-1-ácido glicoproteína (orosomucoide), factor de crecimiento similar a la insulina-II (IGF-II), a-1-antitripsina, IGFBP-1, a-2-antiplasmina, IGFBP-3, a-2-HS-glicoproteína, receptor de interleucina-2 (IL-2R), a-2-macroglobulina, deshidrogenasa isocítrica, a-fetoproteína (marcador tumoral), cadenas ligeras K, amilasa, fracción cardíaca de la deshidrogenasa láctica (LDH-1), amilasa, fracción hepática de la deshidrogenasa láctica (LLDH), ACE, lactoferrina, antitrombina III (ATIII), cadenas ligeras A, apolipoproteína A1, lipasa, apolipoproteína B, Lp(a), aspartato aminotransferasa (AST o SGOT), fosfolipasa A2 asociada a lipoproteínas (LP-PLA2), microglobulina 3-2, LH, 3-tromboglobulina, lisozima, biotinidasa, factor inhibidor de la migración de macrófagos (MIF), mieloperoxidasa (MPO), antígeno cancerígeno 125 (CA 125), mioglobina, antígeno cancerígeno 15-3 (CA 15-3), osteocalcina, antígeno cancerígeno, proteína del epidídimo humano (HE4), hormona paratiroidea, antígeno carcinoembrionario (CEA), fosfohexosa isomerasa, ceruloplasmina, plasminógeno, colinesterasa, inhibidor del activador del plasminógeno (PAI), complemento C1, prealbúmina, inhibidor del complemento C1, NTproBNP, complemento C1Q, procalcitonina (PCT), complemento C3, prolactina, complemento C4, factor B de properdina, complemento C5, fosfatasa ácida prostática (PAP), CRP, antígeno prostático específico (PSA), creatina quinasa-B (CKBB), proteína C, creatina quinasa-MM (CKMM), proteína S, cistatina C, pseudocolinesterasa, eritropoyetina, piruvato quinasa, antígeno del factor IX, renina, factor X, proteína de unión al retinol (RBP), factor XIII, globulina fijadora de hormonas sexuales, ferritina, péptido soluble relacionado con la mesotelina, fibrinógeno, sorbital deshidrogenasa (SDH), fibronectina, tiroglobulina, FSH, TSH, GGT, globulina fijadora de tiroxina (TBG), haptoglobina, activador tisular del plasminógeno (T-PA), gonadotropina coriónica humana (hCG), transferrina, hemopexina, receptor de transferrina (t Fr ), proteína her-2/neu, troponina T (TnT), hormona de crecimiento humano (HGH), TnI (cardíaca), lactógeno placentario humano (HPL), tripsina, IgA, uroquinasa, IgD, factor de Von Willebrand, IgE, nucleotidasa, IgG subclase 4, Actividad e inhibidor ADAMTS 13, inhibina B (infertilidad), adenosina deaminasa, IGFBP-2, adiponectina, molécula de adhesión intercelular 1, subunidad de hormonas glicoproteicas hipofisarias, interferón-y, a-galactosidasa, interferón-a, EIA, a-N-acetilglucosaminidasa, antagonista del receptor de interleucina-1, proteína amiloide 13, receptor soluble de interleucina-1 tipo II, angiotensinógeno, interleucina-1a, hormona antimulleriana (AMH), interleucina-113, 3-glucuronidasa, interleucina-2, 3-N-acetilglucosaminidasa, interleucina-3, calprotectina, interleucina-4, antígeno del cáncer 72-4, interleucina-5 colecistoquinina, interleucina-6, complemento C2, interleucina-7, proteína de unión al complemento C4, interleucina-8, complemento C6, interleucina-9, nivel del complemento C7, interleucina-10, nivel del complemento C8, interleucina-11, nivel del complemento C9, interleucina-12, globulina de unión a corticosteroides (transcortina), interleucina-13, CYFRA 21-1 (fragmento de citoqueratina soluble), interleucina-14, dopa decarboxilasa, interleucina-15, elastasa, interleucina-16, proteína catiónica del eosinófilo, interleucina-17, factor de crecimiento epidérmico, interleucina-18, receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR), calicreína, factor II, leptina, factor V, leucina aminopeptidasa, factor VII, lectina de unión a manosa, factor VIII, enolasa específica de las neuronas (NSE), factor XI, neurofisina, factor XII, pancreastatina, factor de crecimiento de fibroblastos (FGF2), pepsinógeno I, polipéptido inhibidor gástrico (GIP), pepsinógeno II, factor neurotrófico derivado de células gliales (GDNF), glutatión peroxidasa, actividad del proteasoma, Leumeta plasmática, factor estimulante de colonias de granulocitos, proteína S-100B, factor estimulante de colonias de granulocitos-macrófagos, cD30 soluble, proteína de unión a la hormona del crecimiento, antígeno del carcinoma de células escamosas, hemoglobina, hormona liberadora de tirotropina (TRH), cofactor de heparina II, factor de crecimiento transformante-131, hexosaminidasa A y hexosaminidasa total, receptor del factor de necrosis tumoral 1, cininógeno de alto peso molecular, receptor del factor de necrosis tumoral 2, hormona liberadora de la hormona del crecimiento humano (HGH-RH), factor de necrosis tumoral-a, IgG subclase 1, factor de necrosis tumoral-13, IgG subclase 2, factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF), IgG subclase 3, y proteína de unión a la vitamina D. Without wishing to be bound by any particular use, the present method has particular utility in the analysis of blood plasma. Blood plasma can be obtained noninvasively and contains a variety of different and low-abundance proteins that are diagnostic, prognostic, or theranostic (see generally Anderson et al., Molecular & Cellular Proteomics 2002 1:845-867 and Anderson et al., Clinical Chemistry 2010 56: 177-842185). As such, in some embodiments, the present method can be used to quantitate one or a combination (eg, 2, 3, 4, 5, or more) of the following proteins in plasma: acid phosphatase, IgG, alanine aminotransferase (ALT or SGPT), IgM, albumin, inhibin-A, aldolase, insulin, alkaline phosphatase (ALP), insulin-like growth factor-I (IGF-I), α-1-acid glycoprotein (orosomucoid), growth factor-like insulin-II (IGF-II), a-1-antitrypsin, IGFBP-1, a-2-antiplasmin, IGFBP-3, a-2-HS-glycoprotein, interleukin-2 receptor (IL-2R), a-2-macroglobulin, isocitric dehydrogenase, a-fetoprotein (tumor marker), K light chains, amylase, cardiac fraction of lactic acid dehydrogenase (LDH-1), amylase, hepatic fraction of lactic acid dehydrogenase (LLDH), ACE, lactoferrin , antithrombin III (ATIII), A light chains, apolipoprotein A1, lipase, apolipoprotein B, Lp(a), aspartate aminotransferase (AST or SGOT), phospholipase A2 associates gives lipoproteins (LP-PLA2), microglobulin 3-2, LH, 3-thromboglobulin, lysozyme, biotinidase, macrophage migration inhibitory factor (MIF), myeloperoxidase (MPO), cancer antigen 125 (CA 125), myoglobin, cancer antigen 15-3 (CA 15-3), osteocalcin, cancer antigen, human epididymis protein (HE4), parathyroid hormone, carcinoembryonic antigen (CEA), phosphohexose isomerase, ceruloplasmin, plasminogen, cholinesterase, plasminogen activator inhibitor (PAI) ), complement C1, prealbumin, complement C1 inhibitor, NTproBNP, complement C1Q, procalcitonin (PCT), complement C3, prolactin, complement C4, properdin factor B, complement C5, prostatic acid phosphatase (PAP), CRP, prostate-specific antigen (PSA), creatine kinase-B (CKBB), protein C, creatine kinase-MM (CKMM), protein S, cystatin C, pseudocholinesterase, erythropoietin, pyruvate kinase, factor IX antigen, renin, factor X, binding protein retinol (RBP), fac thor XIII, sex hormone binding globulin, ferritin, soluble mesothelin-related peptide, fibrinogen, sorbital dehydrogenase (SDH), fibronectin, thyroglobulin, FSH, TSH, GGT, thyroxine binding globulin (TBG), haptoglobin, tissue plasminogen activator (T-PA), human chorionic gonadotropin (hCG), transferrin, hemopexin, transferrin receptor ( t F r ), her-2/neu protein, troponin T (TnT), human growth hormone (HGH), TnI (cardiac ), human placental lactogen (HPL), trypsin, IgA, urokinase, IgD, von Willebrand factor, IgE, nucleotidase, IgG subclass 4, ADAMTS 13 activity and inhibitor, inhibin B (infertility), adenosine deaminase, IGFBP-2, adiponectin , intercellular adhesion molecule 1, pituitary glycoprotein hormone subunit, interferon-y, a-galactosidase, interferon-a, EIA, aN-acetylglucosaminidase, interleukin-1 receptor antagonist, amyloid protein 13, soluble interleukin-1 receptor type II, angiotens inogen, interleukin-1a, anti-müllerian hormone (AMH), interleukin-113, 3-glucuronidase, interleukin-2, 3-N-acetylglucosaminidase, interleukin-3, calprotectin, interleukin-4, cancer antigen 72-4, interleukin-5 cholecystokinin, interleukin-6, complement C2, interleukin-7, complement C4 binding protein, interleukin-8, complement C6, interleukin-9, complement C7 level, interleukin-10, complement C8 level, interleukin-11, level complement C9, interleukin-12, corticosteroid binding globulin (transcortin), interleukin-13, CYFRA 21-1 (soluble cytokeratin fragment), interleukin-14, dopa decarboxylase, interleukin-15, elastase, interleukin-16, eosinophil cationic protein, interleukin-17, epidermal growth factor, interleukin-18, growth factor receptor epidermal growth hormone (EGFR), kallikrein, factor II, leptin, factor V, leucine aminopeptidase, factor VII, mannose-binding lectin, factor VIII, neuron-specific enolase (NSE), factor XI, neurophysin, factor XII, pancreastatin, Fibroblast growth factor (FGF2), pepsinogen I, gastric inhibitory polypeptide (GIP), pepsinogen II, glial cell-derived neurotrophic factor (GDNF), glutathione peroxidase, proteasome activity, plasma Leumeta, granulocyte colony-stimulating factor, protein S-100B, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor, soluble cD30, growth hormone-binding protein, squamous cell carcinoma antigen, hemoglobin, releasing hormone thyrotropin (TRH), heparin cofactor II, transforming growth factor-131, hexosaminidase A and total hexosaminidase, tumor necrosis factor receptor 1, high molecular weight kininogen, tumor necrosis factor receptor 2, heparin-releasing hormone human growth hormone (HGH-RH), tumor necrosis factor-a, IgG subclass 1, tumor necrosis factor-13, IgG subclass 2, vascular endothelial growth factor (VEGF), IgG subclass 3, and a-binding protein vitamin d

Como sería evidente, el procedimiento también se puede emplear para identificar un patógeno microbiano (por ejemplo, bacteriano o viral) en una muestra clínica, por ejemplo, una proteína de la superficie celular o una proteína secretada. En estas realizaciones, los agentes de captura se pueden dirigir a proteínas u otras moléculas de un patógeno. Si se detectan círculos, se puede diagnosticar que el sujeto está infectado por ese patógeno. Los microbios que se pueden identificar por medio de los presentes procedimientos, composiciones y kits incluyen, entre otros, los siguientes: virus, levaduras, bacterias Gram (+), bacterias Gram (-), bacterias de la familia Enterobacteriaceae, bacterias del género Enterococcus, bacterias del género Staphylococcusy bacterias del género Campylobacter, Escherichia coli (E. coli), E. coli de diversas cepas tales como, K12-MG1655, CFT073, 0157:H7EDL933, 0157H7 VT2-Sakai, etc, Streptococcus pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, estafilococos coagulasa-negativos, una pluralidad de especies de Candida que incluyen C. albicans, C. tropicalis, C. dubliniensis, C. viswanathii, C. parapsilosis, Klebsiella pneumoniae, una pluralidad de especies de Mycobacterium tales como M. tuberculosis, M. bovis, M. bovis BCG, M. scrofulaceum, M. kansasii, M. chelonae, M. gordonae, M. ulcerans, M. genavense, M. xenoi, M. simiae, M. fortuitum, M. malmoense, M. celatum, M. haemophilum y M. africanum, especies de Listeria, especies de Chlamydia, especies de Mycoplasma, especies de Salmonella, especies de Brucella, especies de Yersinia, etc. Así pues, el procedimiento en cuestión permite la identificación de microbios hasta el nivel del género, la especie, la subespecie, la cepa o la variante del microbio.As would be apparent, the method can also be used to identify a microbial (eg, bacterial or viral) pathogen in a clinical sample, eg, a cell surface protein or a secreted protein. In these embodiments, the capture agents can target proteins or other molecules of a pathogen. If circles are detected, the subject can be diagnosed as being infected by that pathogen. Microbes that can be identified by the present methods, compositions, and kits include, but are not limited to, the following: viruses, yeasts, Gram (+) bacteria, Gram (-) bacteria, bacteria of the family Enterobacteriaceae, bacteria of the genus Enterococcus , bacteria of the Staphylococcus genus and bacteria of the Campylobacter genus, Escherichia coli ( E. coli), E. coli of various strains such as, K12-MG1655, CFT073, 0157:H7EDL933, 0157H7 VT2-Sakai, etc, Streptococcus pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, coagulase-negative staphylococci, a plurality of Candida species including C. albicans, C. tropicalis, C. dubliniensis, C. viswanathii, C. parapsilosis, Klebsiella pneumoniae, a plurality of Mycobacterium species such as M. tuberculosis , M. bovis, M. bovis BCG, M. scrofulaceum, M. kansasii, M. chelonae, M. gordonae, M. ulcerans, M. genavense, M. xenoi, M. simiae, M. fortuitum, M. malmoense, M. celatum, M. haemophilum and M. af ricanum , Listeria species, Chlamydia species, Mycoplasma species, Salmonella species, Brucella species, Yersinia species, etc. Thus, the procedure in question allows the identification of microbes down to the level of the genus, species, subspecies, strain or variant of the microbe.

En algunas realizaciones, los resultados del procedimiento pueden ser de diagnóstico (por ejemplo, pueden proporcionar un diagnóstico de una enfermedad o afección o el tipo o etapa de una enfermedad o afección, etc.), de pronóstico (por ejemplo, indicar un resultado clínico, por ejemplo, la supervivencia o la muerte dentro de un marco de tiempo) o teranóstico (por ejemplo, indicar qué tratamiento sería el más eficaz). En algunas realizaciones, el procedimiento se puede utilizar para analizar un grupo de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10 o más analitos que están independientemente presentes en una concentración más alta o más baja en relación con un control (por ejemplo, un control interno), en el que colectivamente la identidad de los analitos y su abundancia se correlacionan con un fenotipo. In some embodiments, the results of the procedure may be diagnostic (eg, may provide a diagnosis of a disease or condition or the type or stage of a disease or condition, etc.), prognostic (eg, indicate a clinical outcome , for example, survival or death within a time frame) or theranostic (for example, indicating which treatment would be most effective). In some embodiments, the method can be used to analyze a group of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 or more analytes that are independently present at a higher or lower concentration relative to with a control (eg, an internal control), where collectively the identity of the analytes and their abundance correlate with a phenotype.

El procedimiento se puede utilizar para analizar una muestra de paciente. En esta realización, el procedimiento puede comprender: (a) cuantificar, por medio del procedimiento descrito anteriormente, uno o más analitos en una muestra y (b) proporcionar un informe que indique una correlación con el fenotipo. Esta realización puede comprender además la realización de un diagnóstico, pronóstico o teranosis basado en el informe. El informe puede indicar el intervalo normal del analito.The procedure can be used to analyze a patient sample. In this embodiment, the method may comprise: (a) quantifying, via the method described above, one or more analytes in a sample and (b) providing a report indicating a correlation with phenotype. This embodiment may further comprise making a diagnosis, prognosis or theranosis based on the report. The report may indicate the normal range of the analyte.

En algunas realizaciones, el procedimiento puede implicar la creación de un informe como el descrito anteriormente (una forma electrónica del cual puede haber sido reenviado desde una ubicación remota) y el envío del informe a un médico u otro profesional médico para determinar si un paciente tiene un fenotipo (por ejemplo, cáncer, etc.) o para identificar una terapia adecuada para el paciente. El informe se puede utilizar como diagnóstico para determinar si el sujeto tiene una enfermedad o afección, por ejemplo, un cáncer. En ciertas realizaciones, el procedimiento se puede utilizar para determinar el estadio o el tipo de cáncer, para identificar las células con metástasis o para controlar la respuesta de un paciente a un tratamiento, por ejemplo.In some embodiments, the procedure may involve creating a report as described above (an electronic form of which may have been forwarded from a remote location) and sending the report to a physician or other medical professional to determine if a patient has a phenotype (eg, cancer, etc.) or to identify an appropriate therapy for the patient. The report can be used diagnostically to determine if the subject has a disease or condition, such as cancer. In certain embodiments, the method can be used to determine the stage or type of cancer, to identify metastatic cells, or to monitor a patient's response to treatment, for example.

En cualquier realización, el informe puede ser reenviado a una “ubicación remota”, en el que “ubicación remota” significa una ubicación diferente a la ubicación en la que se examina la imagen. Por ejemplo, un lugar remoto puede ser otro lugar (por ejemplo, una oficina, un laboratorio, etc.) en la misma ciudad, otro lugar en una ciudad diferente, otro lugar en un estado diferente, otro lugar en un país diferente, etc. Por lo tanto, cuando se indica que un elemento está “alejado” de otro, lo que se quiere decir es que los dos elementos pueden estar en la misma habitación pero separados, o al menos en diferentes habitaciones o edificios diferentes, y pueden estar separados por lo menos una milla, diez millas, o al menos cien millas. “Comunicar” información se refiere a la transmisión de los datos que representan esa información como señales eléctricas a través de un canal de comunicación adecuado (por ejemplo, una red privada o pública). “Transmitir” un artículo se refiere a cualquier medio de llevar ese artículo de un lugar a otro, ya sea por medio del transporte físico de ese artículo o de otra manera (cuando sea posible) e incluye, al menos en el caso de los datos, el transporte físico de un soporte que lleve los datos o la comunicación de los mismos. Algunos ejemplos de medios de comunicación son los canales de transmisión por radio o infrarrojos, así como una conexión de red a otro ordenador o dispositivo conectado en red, e Internet o las transmisiones de correo electrónico y la información registrada en sitios web y similares. En ciertas realizaciones, el informe puede ser analizado por un médico u otro profesional médico cualificado, y un informe basado en los resultados del análisis de la imagen puede ser enviado al paciente del que se obtuvo la muestra.In any embodiment, the report may be forwarded to a "remote location", where "remote location" means a location other than the location where the image is examined. For example, a remote location can be another location (for example, an office, a laboratory, etc.) in the same city, another location in a different city, another location in a different state, another location in a different country, etc. . Therefore, when it is stated that one item is “away” from another, what is meant is that the two items may be in the same room but separate, or at least in different rooms or different buildings, and may be separate. at least a mile, ten miles, or at least a hundred miles. “Communicating” information refers to the transmission of the data representing that information as electrical signals through an appropriate communication channel (for example, a private or public network). “Transmitting” an item refers to any means of getting that item from one place to another, whether by physical transportation of that item or otherwise (where possible) and includes, at least in the case of data , the physical transport of a support that carries the data or the communication of the same. Some examples of communication media are radio or infrared transmission channels, as well as a network connection to another computer or networked device, and the Internet or email transmissions and information recorded on websites and the like. In certain embodiments, the report may be reviewed by a physician or other qualified medical professional, and a report based on the results of the image analysis may be sent to the patient from whom the sample was obtained.

Kitskits

También se proporcionan en la presente divulgación kits que contienen reactivos para practicar los procedimientos en cuestión, como se ha descrito anteriormente. Los kits en cuestión contienen uno o más de los componentes descritos anteriormente. En un aspecto, un kit comprende: (i) un primer oligonucleótido de empalme, (ii) un segundo oligonucleótido de empalme, (iii) un conjunto de sondas que produce un círculo ligable sólo cuando las sondas se hibridan a los primeros y segundos oligonucleótidos de empalme, y (iv) una o más exonucleasas, (v) un agente de unión al que se pueden conjugar los primeros y segundos oligonucleótidos de empalme, en el que el agente de unión son anticuerpos policlonales seleccionados por afinidad, en el que los anticuerpos policlonales seleccionados por afinidad se dividen en una primera porción que se conjuga con el primer oligonucleótido de empalme y una segunda porción que se conjuga con el segundo oligonucleótido de empalme. En estas realizaciones, los oligonucleótidos de empalme pueden tener extremos reactivos que pueden reaccionar con/unirse a un agente de unión, como se ha comentado anteriormente. En algunas realizaciones, un kit puede comprender además una ligasa y/o cebadores para llevar a cabo un análisis de PCR cuantitativo, como se ha descrito anteriormente. En algunas realizaciones, los cebadores se dirigen a las uniones de ligadura en los círculos ligables producidos por la hibridación de los oligonucleótidos de empalme con las sondas. En estas realizaciones, un cebador se puede hibridar con una secuencia que abarca una de las uniones de ligadura, y el otro cebador se hibrida con el complemento de una secuencia que abarca la otra de las uniones de ligadura.Also provided in the present disclosure are kits containing reagents for practicing the subject methods, as described above. The kits in question contain one or more of the components described above. In one aspect, a kit comprises: (i) a first splice oligonucleotide, (ii) a second splice oligonucleotide, (iii) a set of probes that produces a ligatable circle only when the probes hybridize to the first and second oligonucleotides splicing oligonucleotides, and (iv) one or more exonucleases, (v) a binding agent to which the first and second splicing oligonucleotides can be conjugated, wherein the binding agent is affinity-selected polyclonal antibodies, wherein the Affinity-selected polyclonal antibodies are divided into a first portion that is conjugated to the first splice oligonucleotide and a second portion that is conjugated to the second splice oligonucleotide. In these embodiments, the splicing oligonucleotides can have reactive ends that can react with/bind to a binding agent, as discussed above. In some embodiments, a kit may further comprise a ligase and/or primers for performing quantitative PCR analysis, as described above. In some embodiments, the primers target the ligation junctions in the ligatable circles produced by hybridization of the splice oligonucleotides with the probes. In these embodiments, one primer can hybridize to a sequence spanning one of the ligation junctions, and the other primer hybridizes to the complement of a sequence spanning the other of the ligation junctions.

Los diversos componentes del kit pueden estar presentes en recipientes separados o ciertos componentes compatibles pueden estar pre-combinados en un solo recipiente, de acuerdo con lo deseado.The various components of the kit may be present in separate containers or certain compatible components may be pre-combined in a single container, as desired.

Además de los componentes mencionados anteriormente, los kits del sujeto además pueden incluir instrucciones para utilizar los componentes del kit para practicar los procedimientos del sujeto, es decir, instrucciones para el análisis de la muestra. Las instrucciones para la práctica de los procedimientos en cuestión se registran generalmente en un medio de grabación adecuado. Por ejemplo, las instrucciones se pueden imprimir en un sustrato, tal como papel o plástico, etc. Como tal, las instrucciones pueden estar presentes en los kits como un prospecto, en el etiquetado del recipiente del kit o de los componentes del mismo (es decir, asociado al envase o subenvase), etc. En otras realizaciones, las instrucciones están presentes como un archivo de datos de almacenamiento electrónico presente en un medio de almacenamiento legible por ordenador adecuado, por ejemplo, CD-ROM, disquete, etc. En otras realizaciones, las instrucciones reales no están presentes en el kit, pero se proporcionan medios para obtener las instrucciones de una fuente remota, por ejemplo, a través de Internet. Un ejemplo de esta realización es un kit que incluye una dirección web en la que se pueden ver las instrucciones y/o desde la que se pueden descargar las instrucciones. Al igual que en el caso de las instrucciones, los medios para obtenerlas se graban en un sustrato adecuado.In addition to the components listed above, subject kits may further include instructions for using the kit components to practice subject procedures, ie, instructions for sample analysis. The instructions for the practice of the procedures in question are generally recorded on a suitable recording medium. For example, the instructions can be printed on a substrate, such as paper or plastic, etc. As such, the instructions may be present on the kits as a package insert, on the kit container or kit component labeling (i.e., associated with the package or subpackage), etc. In other embodiments, the instructions are present as an electronic storage data file present on a suitable computer-readable storage medium, eg, CD-ROM, diskette, etc. In other embodiments, the actual instructions are not present in the kit, but means are provided to obtain the instructions from a remote source, eg, over the Internet. An example of this embodiment is a kit that includes a web address where the instructions can be viewed and/or from which the instructions can be downloaded. As in the case of the instructions, the means to obtain them are recorded on a suitable substrate.

Ejemplosexamples

Los aspectos de las presentes enseñanzas se pueden comprender mejor a la luz de los siguientes ejemplos, que no se deben interpretar como una limitación del alcance de las presentes enseñanzas en modo alguno.Aspects of the present teachings can be better understood in light of the following examples, which should not be construed as limiting the scope of the present teachings in any way.

En la presente memoria se presenta un procedimiento de detección de proteínas altamente específico, denominado ensayo de ligadura de proximidad circular (c-PLA), que supera al PLA tradicional en cuanto a rigurosidad, facilidad de uso, reproducibilidad y compatibilidad con reactivos de baja afinidad. En la c-PLA, dos sondas de proximidad se unen a un analito lo cual proporciona un andamiaje que posiciona dos oligonucleótidos libres de forma que se puedan ligar a una molécula de ADN circular. Este formato de ensayo estabiliza los complejos proximidad-sonda del antígeno y mejora la rigurosidad por medio de la reducción de la probabilidad de eventos de ligadura de fondo aleatorios. La formación de círculos también aumenta la selectividad, dado que el ADN no circularizado se puede eliminar enzimáticamente. Este procedimiento se ha comparado con el PLA tradicional en diversos biomarcadores y demuestra que la mayor rigurosidad del c-PLA mejora la reproducibilidad y aumenta la sensibilidad tanto en tampón como en plasma humano. El límite de detección oscila entre concentraciones femtomolares y nanomolares para ambos procedimientos. El análisis cinético por medio de resonancia de plasmón superficial (SPR) e interferometría de bicapa (BLI) revela que la variación del límite de detección se debe a la variación de la afinidad del anticuerpo, y que la c-PLA supera a la PLA tradicional para los anticuerpos de baja afinidad. La menor señal de fondo se puede utilizar para aumentar la concentración de la sonda de proximidad mientras se mantiene una elevada relación de señal a ruido, lo que permite utilizar reactivos de baja afinidad en un formato de ensayo homogéneo. Se prevé que las ventajas de la c-PLA serán útiles en una variedad de aplicaciones clínicas de detección de proteínas en las que se carece de reactivos de alta afinidad.Presented herein is a highly specific protein detection procedure, called the circular proximity ligation assay (c-PLA), that outperforms traditional PLA in terms of stringency, ease of use, reproducibility, and compatibility with low-affinity reagents. . In c-PLA, two proximity probes bind to an analyte, providing a scaffold that positions two free oligonucleotides so that they can bind to a circular DNA molecule. This assay format stabilizes antigen proximity-probe complexes and improves stringency by reducing the probability of random background binding events. Circle formation also increases selectivity, since non-circularized DNA can be removed enzymatically. This procedure has been compared to traditional PLA on various biomarkers and demonstrates that the higher stringency of c-PLA improves reproducibility and increases sensitivity in both buffer and human plasma. The detection limit ranges from femtomolar to nanomolar concentrations for both procedures. Kinetic analysis using surface plasmon resonance (SPR) and bilayer interferometry (BLI) reveals that the variation in detection limit is due to variation in antibody affinity, and that c-PLA outperforms traditional PLA for low affinity antibodies. The lower background signal can be used to increase the proximity probe concentration while maintaining a high signal-to-noise ratio, allowing low-affinity reagents to be used in a homogeneous assay format. The advantages of c-PLA are expected to be useful in a variety of clinical protein detection applications where high affinity reagents are lacking.

c-PLA un ensayo altamente específico, sensible y conveniente para la detección cuantitativa de proteínas. El procedimiento se basa en el PLA existente, pero también se beneficia de la formación de moléculas de ADN circular. Los ensayos de ligadura de proximidad combinados con la formación de círculos se han utilizado tradicionalmente para la amplificación de círculos rodantes y han mostrado resultados impresionantes para la detección in situ y la cuantificación digital. Se ha demostrado que la formación de círculos aumenta la reproducibilidad por medio de la minimización del ruido en todo el intervalo dinámico lineal. Esto se ve facilitado por la inclusión del tratamiento con exonucleasas, que hidroliza el ADN no circular. Este diseño también simplifica el flujo de trabajo, dado que elimina la necesidad de la preamplificación antes de la cuantificación de la qPCR sin ninguna pérdida en el rendimiento del ensayo. Ambos procedimientos se compararon mediante el uso de seis biomarcadores de uso común y demostraron un rendimiento igual o mejor para el PLA circular.c-PLA a highly specific, sensitive and convenient assay for the quantitative detection of proteins. The procedure is based on existing PLA, but also benefits from the formation of circular DNA molecules. Proximity ligation assays combined with circling have traditionally been used for rolling circle amplification and have shown impressive results for in situ detection and digital quantification. Circle formation has been shown to increase reproducibility by noise minimization throughout the linear dynamic range. This is facilitated by the inclusion of exonuclease treatment, which hydrolyzes non-circular DNA. This design also simplifies workflow as it eliminates the need for pre-amplification prior to qPCR quantification without any loss in assay performance. Both procedures were compared using six commonly used biomarkers and demonstrated equal or better performance for circular PLA.

El análisis cinético de las interacciones anticuerpo-antígeno requeridas, una precaución esencial raramente tomada durante el desarrollo de ensayos para la detección de proteínas, demuestra una correlación directa entre las constantes cinéticas y el rendimiento del ensayo. Se ha establecido el valor de la información cinética para buscar anticuerpos adecuados antes de la conjugación de la sonda de proximidad y para optimizar las concentraciones de la sonda de proximidad, así como los procedimientos de ensayo. Este trabajo indica, por lo tanto, que el uso regular del análisis cinético será muy beneficioso para mejorar el rendimiento del ensayo en una amplia variedad de analitos. Kinetic analysis of the required antibody-antigen interactions, an essential precaution rarely taken during assay development for protein detection, demonstrates a direct correlation between kinetic constants and assay performance. The value of kinetic information for searching for suitable antibodies prior to proximity probe conjugation and for optimizing proximity probe concentrations as well as assay procedures has been established. This work therefore indicates that the regular use of kinetic analysis will be highly beneficial in improving assay performance on a wide variety of analytes.

Las ventajas de la c-PLA sobre la t-PLA para las interacciones de baja afinidad son ayudadas por la disociación suprimida proporcionada por dúplex de ADN más largos. Se ha demostrado que la etapa adicional de corrección de pruebas facilitado por el oligo extra en el PLA circular puede ser explotado para aumentar la concentración de la sonda de proximidad sin un aumento concomitante en la ligadura de fondo. Esto mejora la relación de señal a ruido y el límite de detección en comparación con la t-PLA y permite el uso de reactivos de baja afinidad. Se trata de una ventaja importante, dado que los anticuerpos de baja afinidad y la variación en la especificidad de los anticuerpos suelen contribuir a los errores sistemáticos en la investigación y el diagnóstico clínico (51). También se ha demostrado que las ventajas de la c-PLA sobre la t-PLA persisten en medios complejos tales como el plasma humano. Esto facilitará nuevas aplicaciones cuando no se disponga de reactivos de alta afinidad, lo cual permite no sólo detectar nuevos analitos, sino también una mayor sensibilidad para la detección de proteínas. Estas ventajas se ven reforzadas por la facilidad de aplicación del ensayo, así como por su capacidad de automatización y por la variedad de procedimientos de cuantificación (digital, fluorescente, eléctrico, etc.). La formación de ADN circular también permite la detección por medio de la amplificación en círculo rodante y otros procedimientos de amplificación isotérmica que se pueden llevar a cabo en dispositivos de bajo coste para los puntos de atención (52, 53). Se prevé que un ensayo de esta versatilidad y rendimiento ayudará a allanar el camino para una adopción mucho más amplia de la cuantificación de proteínas en entornos clínicos e incluso de escasos recursos.The advantages of c-PLA over t-PLA for low-affinity interactions are aided by the suppressed dissociation provided by longer DNA duplexes. It has been shown that the additional proofreading step facilitated by the extra oligo in the circular PLA can be exploited to increase the proximity probe concentration without a concomitant increase in background binding. This improves the signal to noise ratio and detection limit compared to t-PLA and allows the use of low affinity reagents. This is an important advantage, as low-affinity antibodies and variation in antibody specificity often contribute to systematic errors in research and clinical diagnosis (51). The advantages of c-PLA over t-PLA have also been shown to persist in complex media such as human plasma. This will facilitate new applications when high affinity reagents are not available, allowing not only detection of new analytes, but also higher sensitivity for protein detection. These advantages are reinforced by the ease of application of the test, as well as its automation capacity and the variety of quantification procedures (digital, fluorescent, electrical, etc.). The formation of circular DNA also allows detection by rolling-circle amplification and other isothermal amplification procedures that can be performed in low-cost point-of-care devices (52, 53). An assay of this versatility and throughput is anticipated to help pave the way for much broader adoption of protein quantitation in clinical and even resource-poor settings.

ResultadosResults

Flujo de trabajo del ensayo de ligadura por proximidad circular. En la Fig. 2 se muestran los flujos de trabajo para el ensayo de ligadura de proximidad tradicional (t-PLA) y el ensayo de ligadura de proximidad circular (c-PLA). Ambos ensayos utilizan el mismo conjunto de sondas de proximidad que se preparan por medio de la bioconjugación de anticuerpos policlonales con oligonucleótidos modificados con amina a través de la química de la hidrazona aromática (los detalles se proporcionan en la Figura 7 y en Materiales y Procedimientos). Los anticuerpos policlonales son rentables, dado que una sola partida de anticuerpos se divide en dos porciones y se acopla a oligonucleótidos que están terminados por un extremo 5' fosforilado o un extremo 3', respectivamente. Esto produce dos mezclas heterogéneas de sondas de proximidad contra diversos epítopos diferentes del mismo antígeno diana. Durante la incubación de la muestra, las porciones de anticuerpos de estas sondas de proximidad se unen a diferentes epítopos del analito diana. A continuación, se lleva a cabo una etapa de ligadura en la que se añade a la mezcla de incubación una solución que contiene ADN ligasa. En la t-PLA esta mezcla de ligadura contiene un tercer oligonucleótido puente complementario a los extremos de las sondas de proximidad, para de ese modo facilitar la ligadura para formar una nueva secuencia de ADN. La ligadura se termina con la adición de una mezcla de escisión con uracilo, que degrada selectivamente el oligonucleótido puente. La mezcla de ligadura se preamplifica posteriormente a través de la unión de ADN recién formada para aumentar la relación de señal a fondo y la reproducibilidad (12, 35) antes de la cuantificación por qPCR. En la c-PLA, los productos de ligadura no se forman por una unión directa de las sondas de proximidad, sino por la formación de un círculo cuando dos oligonucleótidos conectores libres se unen en dos eventos de ligadura diferentes facilitados por las sondas de proximidad unidas a la diana. la etapa de escisión del uracilo se sustituye por el tratamiento con exonucleasas, que tiene la ventaja selectiva de enriquecer el ADN circularizado (32). En consecuencia, el fondo disminuye drásticamente, dado que se degradan todos los ácidos nucleicos no circularizados, a diferencia de lo que ocurre con el oligo puente en la t-PLA. Esto permite omitir la preamplificación antes del análisis de la qPCR sin ninguna pérdida en la relación de señal a ruido o en la reproducibilidad. Circular proximity ligation assay workflow. Workflows for the traditional proximity ligation assay (t-PLA) and the circular proximity ligation assay (c-PLA) are shown in Fig. 2. Both assays use the same set of proximity probes that are prepared by bioconjugating polyclonal antibodies with amine-modified oligonucleotides via aromatic hydrazone chemistry (details are provided in Figure 7 and in Materials and Methods). . Polyclonal antibodies are cost-effective, since a single batch of antibodies is split into two portions and coupled to oligonucleotides that are terminated by a phosphorylated 5' end or a 3' end, respectively. This produces two heterogeneous mixtures of proximity probes against several different epitopes of the same target antigen. During sample incubation, the antibody portions of these proximity probes bind to different epitopes on the target analyte. Next, a ligation step is carried out in which a solution containing DNA ligase is added to the incubation mixture. In t-PLA this ligation mix contains a third bridging oligonucleotide complementary to the ends of the proximity probes, thereby facilitating ligation to form a new DNA sequence. Ligation is terminated by the addition of a uracil cleavage mixture, which selectively degrades the bridging oligonucleotide. The ligation mix is subsequently pre-amplified through the newly formed DNA ligand to increase signal-to-background ratio and reproducibility (12, 35) prior to qPCR quantification. In c-PLA, ligation products are not formed by direct binding of proximity probes, but rather by the formation of a circle when two free linker oligonucleotides join in two different ligation events facilitated by bound proximity probes. to the target the uracil cleavage step is replaced by exonuclease treatment, which has the selective advantage of enriching circularized DNA (32). Consequently, the background decreases dramatically, since all non-circularized nucleic acids are degraded, unlike the bridging oligo in t-PLA. This allows pre-amplification to be skipped prior to qPCR analysis without any loss in signal-to-noise ratio or reproducibility.

Características del ensayo. La c-PLA fue diseñada a partir de sondas PLA tradicionales existentes que han sido optimizadas para minimizar la formación de heterodúplex (12). Esto permitió comparar los dos procedimientos mediante el uso de el mismo conjunto de sondas de proximidad. En el caso de la c-PLA, las condiciones de ligadura se relajaron para tener en cuenta el requisito de dos eventos de ligadura y para acomodar la eficiencia de la Ampligasa a una temperatura más alta. En consecuencia, la ligadura se llevó a cabo durante 30 minutos a 45 °C en lugar de 15 minutos a 30 °C. Una modificación comparable de t-PLA no produjo ninguna mejora. Characteristics of the test. c-PLA was designed from existing traditional PLA probes that have been optimized to minimize heteroduplex formation (12). This allowed the two procedures to be compared by using the same set of proximity probes. In the case of c-PLA, the ligation conditions were relaxed to account for the requirement of two ligation events and to accommodate Ampligase efficiency at higher temperature. Consequently, ligation was carried out for 30 minutes at 45°C instead of 15 minutes at 30°C. A comparable modification of t-PLA did not produce any improvement.

En la Fig. 3 se muestra una comparación directa entre la PLA tradicional y la circular para seis biomarcadores y los resultados se sintetizan en la Tabla 1. Estos experimentos se llevaron a cabo con tres réplicas biológicas y se cuantificaron en experimentos de qPCR por triplicado para generar nueve puntos de datos para cada concentración. Para el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF), se demuestra una respuesta dependiente de la dosis en casi 5 órdenes de magnitud para ambos procedimientos (Fig. 3a). La diferencia de casi 4 órdenes de magnitud en los recuentos (número estimado de moléculas ligadas) generados por los dos procedimientos se debe tanto a la eliminación de la preamplificación como a la mayor rigurosidad de c-PLA. Para comparar, se llevó a cabo la preamplificación en c-PLA y se encontró que la omisión de esta etapa representa aproximadamente 3 órdenes de magnitud de diferencia en la señal, mientras que el rigor en el diseño del ensayo representa el resto (Fig. 8). La preamplificación se introdujo originalmente para mejorar la relación de señal a fondo y la precisión, aunque la t-PLA sigue viéndose obstaculizada por un CV (coeficiente de variación) relativamente alto, un obstáculo para su uso estándar en el diagnóstico clínico. La variación de t-PLA se ha abordado tradicionalmente por medio de la adición de controles internos y la normalización de los datos, lo que permite la elaboración de perfiles de biomarcadores relativos (13, 15). Las señales de fondo para la PLA se generan a partir de eventos de ligadura aleatorios, de la unión no específica de dos sondas de proximidad afines o de artefactos de amplificación del ácido nucleico. En c-PLA, los eventos de ligadura aleatorios se minimizan por la rigurosidad en el diseño del ensayo, dado que se requieren cuatro moléculas y dos eventos de ligadura para la generación de la señal. Los efectos de unión no específicos se abordan por medio de la adición de un exceso de moléculas de IgG de la misma especie que las sondas de proximidad (12). Los artefactos de amplificación del ácido nucleico se minimizan en la c-PLA, dado que los eventos de doble ligadura dan lugar a dos nuevas secuencias de ADN en los sitios de unión. Se probaron múltiples cebadores dirigidos a diferentes sitios del ADN circular recién formado y se descubrió que un par de cebadores que abarcaba ambas uniones producía el fondo más bajo. El tratamiento con exonucleasas en c-PLA también reduce el fondo, lo que mejora la relación de señal a ruido y el rendimiento del ensayo. Esto mejora la precisión dentro del intervalo dinámico lineal, como lo demuestra la disminución de los CV promedio del 29% para t-PLA a menos del 16% para c-PLA (Tabla 1). La precisión de la PLA en general está limitada por la lectura de la qPCR y la variación en recuentos bajos se puede disminuir aún más con procedimientos de cuantificación digital (31, 36).A direct comparison between traditional and circular PLA for six biomarkers is shown in Fig. 3 and the results are summarized in Table 1. These experiments were carried out with three biological replicates and quantified in triplicate qPCR experiments for Generate nine data points for each concentration. For vascular endothelial growth factor (VEGF), a dose-dependent response by almost 5 orders of magnitude is demonstrated for both procedures (Fig. 3a). The difference of almost 4 orders of magnitude in the counts (estimated number of bound molecules) generated by the two methods is due to both the elimination of pre-amplification and the increased stringency of c-PLA. For comparison, pre-amplification was carried out in c-PLA and it was found that omitting this step accounts for approximately 3 orders of magnitude of difference in signal, while rigor in assay design accounts for the rest (Fig. 8). ). Preamplification was originally introduced to improve signal-to-background ratio and accuracy, although t-PLA continues to be hampered by a relatively high CV (coefficient of variation), an obstacle to its standard use in clinical diagnosis. t-PLA variation has traditionally been addressed by adding internal controls and normalizing the data, allowing for relative biomarker profiling (13, 15). Background signals for PLA are generated from random binding events, nonspecific binding of two cognate proximity probes, or nucleic acid amplification artifacts. In c-PLA, random binding events are minimized by stringency in assay design, since four molecules and two binding events are required for signal generation. Non-specific binding effects are addressed by adding excess IgG molecules of the same species as the proximity probes (12). Nucleic acid amplification artifacts are minimized in c-PLA, since double ligation events result in two new DNA sequences at the binding sites. Multiple primers targeting different sites on the newly formed circular DNA were tested and it was found that a pair of primers spanning both junctions produced the lowest background. Exonuclease treatment in c-PLA also reduces background, which improves signal-to-noise ratio and assay performance. This improves accuracy within the linear dynamic range, as evidenced by the decrease in average CVs from 29% for t-PLA to less than 16% for c-PLA (Table 1). The accuracy of PLA is generally limited by the qPCR readout, and variation at low counts can be further decreased with digital quantification procedures (31, 36).

Tabla 1. Comparación del límite de detección y el intervalo dinámico de seis biomarcadores medidos por medio de PLA circular y tradicional. Table 1. Comparison of detection limit and dynamic range of six biomarkers measured by circular and traditional PLA.

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La c-PLA se comparó con la PLA tradicional para cinco biomarcadores adicionales, el factor neurotrófico derivado de la línea celular glial (GDNF), la interleucina 6 (IL-6), el factor inhibidor de la migración de macrófagos (MIF), el factor de necrosis tumoral alfa (TNF-a) y el factor de crecimiento similar a la insulina II (IGF-II) (Fig. 3b a f, datos brutos proporcionados en las Tablas 5 a 10. ). Se descubrió que la mayor rigurosidad para el c-PLA produjo mejoras en la precisión, en la relación de señal a fondo y un rendimiento del ensayo igual o mejor en términos de límite de detección e intervalo dinámico para todos los analitos excepto el GDNF. Los CV promedio en todo el intervalo lineal fueron todos inferiores al 20% para la c-PLA, con la excepción de la IL-6 (28%), mientras que los CV para la t-PLA variaron del 24% al 48%. La reproducibilidad es generalmente mejor a concentraciones más altas, mientras que la precisión se deteriora a bajas concentraciones. Esto representa un problema común para el PLA y otros procedimientos altamente sensibles para la cuantificación de proteínas (37 a 39).c-PLA was compared with traditional PLA for five additional biomarkers, glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF), interleukin 6 (IL-6), macrophage migration inhibitory factor (MIF), tumor necrosis factor alpha (TNF-a) and insulin-like growth factor II (IGF-II) (Fig. 3b–f, raw data provided in Tables 5–10). Higher stringency for c-PLA was found to result in improvements in precision, signal-to-background ratio, and equal or better assay performance in terms of detection limit and dynamic range for all analytes except GDNF. Average CVs over the entire linear range were all less than 20% for c-PLA, with the exception of IL-6 (28%), while CVs for t-PLA ranged from 24% to 48%. Reproducibility is generally better at higher concentrations, while precision deteriorates at lower concentrations. This represents a common problem for PLA and other highly sensitive procedures for protein quantification (37-39).

Una observación notable es que el límite de detección para los analitos varía más de 5 órdenes de magnitud desde la concentración femtomolar baja hasta la nanomolar y que el intervalo dinámico está confinado por el límite de detección en el extremo inferior y la concentración de la sonda de proximidad en el extremo superior en el que el efecto gancho comienza a interferir. En consecuencia, el IGF-II, que presenta el peor límite de detección (1 nM) entre los analitos que se probaron, también muestra un intervalo dinámico restringido de aproximadamente 2 órdenes de magnitud. El rendimiento del ensayo para los mismos biomarcadores en t-PLA sigue en general la misma tendencia que la encontrada para c-PLA, aunque con un límite de detección ligeramente superior. Cabe señalar que estudios anteriores de ligadura por proximidad de los mismos analitos han informado sobre el límite de detección mediante el uso de diversas definiciones (12, 15). En este caso el límite de detección se define estrictamente como la señal media correspondiente a una muestra en blanco más tres desviaciones estándar (40). Las discrepancias en el límite de detección notificado se pueden ver afectadas por el uso de definiciones alternativas, diferencias en el protocolo o por la variación de partida a partida en la conjugación de la sonda de proximidad, dado que las sondas de afinidad sin oligonucleótidos conjugados se pueden unir a los analitos diana e interferir con la capacidad de facilitar la ligadura. Una de las ventajas de utilizar la misma partida de sondas de proximidad tanto para la ligadura de proximidad tradicional como para la circular es que se eliminan estos efectos, lo que hace más sencilla la comparación entre ambos procedimientos. Además, el hecho de mantener las secuencias de oligonucleótidos constantes para todos los analitos elimina cualquier variación que pueda surgir de la especificidad de la secuencia, aunque esto limita la posibilidad de llevar a cabo un multiplexado para los fines de esta investigación. Las similitudes en el rendimiento entre los dos procedimientos indican que la variación en el límite de detección entre los analitos es intrínsecamente un efecto de la calidad de las sondas de proximidad y su capacidad para permitir las interacciones anticuerpo-antígeno.A notable observation is that the detection limit for analytes varies by more than 5 orders of magnitude from low femtomolar to nanomolar concentration and that the dynamic range is confined by the detection limit at the lower end and the probe concentration of proximity at the top end where the hook effect begins to interfere. Consequently, IGF-II, which exhibits the worst detection limit (1 nM) among the analytes tested, also exhibits a restricted dynamic range of approximately 2 orders of magnitude. Assay performance for the same biomarkers in t-PLA generally follows the same trend as that found for c-PLA, albeit with a slightly higher detection limit. It should be noted that previous proximity ligation studies of the same analytes have reported the limit of detection using various definitions (12, 15). In this case the detection limit is strictly defined as the mean signal corresponding to a blank sample plus three standard deviations (40). Discrepancies in the reported detection limit may be affected by the use of alternative definitions, differences in protocol, or by batch-to-batch variation in proximity probe conjugation, since affinity probes without conjugated oligonucleotides are they can bind target analytes and interfere with the ability to facilitate binding. One of the advantages of using the same batch of proximity probes for both traditional and circular proximity ligation is that these effects are eliminated, making comparison between the two procedures easier. Furthermore, keeping the oligonucleotide sequences constant for all analytes removes any variation that may arise from sequence specificity, although this limits the ability to perform multiplexing for the purposes of this investigation. The similarities in performance between the two methods indicate that the variation in detection limit between analytes is intrinsically an effect of the quality of the proximity probes and their ability to allow for antibody-antigen interactions.

Análisis cinético de los reactivos de afinidad. El conocimiento de la cinética de unión entre los anticuerpos y los antígenos es importante para todos los inmunoensayos (3, 19). Se exploró la relación entre la cinética y el rendimiento del ensayo. Un informe anterior mostró una buena correlación en la EPL tradicional entre el límite de detección y la afinidad teórica, pero no determinó las constantes de disociación de equilibrio (Kd) para los anticuerpos utilizados (11). Además, no se ha informado de ningún análisis sobre las constantes de velocidad de asociación, ka (tasas de activación), o las constantes de velocidad de disociación, kd (tasas de desactivación), y su importancia en los ensayos de ligadura por proximidad. Para ello, se utilizó la resonancia de plasmón de superficie (SPR) (41) para determinar los valores de Kd, así como las tasas de activación y desactivación de las interacciones anticuerpo-antígeno investigadas. Los parámetros cinéticos se enumeran en la Tabla 2 y los sensorgramas SPR para analitos individuales ajustados a un modelo de unión 1:1 se proporcionan en la Figura 10. Los resultados también se sintetizan en un gráfico de isoafinidad (Fig. 4a) en el que las dos constantes de velocidad se trazan una frente a la otra para proporcionar los valores de Kd a lo largo de las líneas diagonales de isoafinidad (42). Las tasas de activación variaron 30 veces, desde 4,9*105 M-1s-1 para el IGF-II hasta 1,6*107 M 'V para el VEg F. Las tasas de desactivación variaron desde 1,6*10-4 s-1 para el TNF-a hasta tasas de desactivación excepcionalmente lentas por debajo del intervalo de sensibilidad del instrumento Biacore T200 (1,0*10-5 s-1) tanto para el GDNF como para la IL-6. El programa informático utilizado para ajustar los datos seguía proporcionando tasas de desactivación más allá del límite del instrumento (resultados en la Tabla 3 ), pero debido a la incertidumbre en la exactitud, las tasas de desactivación se limitaron a no menos de 1,0*10' 5 s-1 en el cálculo de Kd. Los valores de Kd resultantes abarcaban más de 2 órdenes de magnitud, desde 2,8*10-10 M para el TNF-a hasta menos de 7,1*10-13 M para el GDNF. Kinetic analysis of affinity reagents. Knowledge of the binding kinetics between antibodies and antigens is important for all immunoassays (3, 19). The relationship between kinetics and assay performance was explored. An earlier report showed a good correlation in traditional EPL between detection limit and theoretical affinity, but did not determine equilibrium dissociation constants (Kd) for the antibodies used (11). Furthermore, no analysis has been reported on association rate constants, ka (activation rates), or dissociation rate constants, kd (deactivation rates), and their importance in proximity ligation assays. For this, surface plasmon resonance (SPR) (41) was used to determine the Kd values, as well as the rates of activation and deactivation of the investigated antibody-antigen interactions. The kinetic parameters are listed in Table 2 and the SPR sensorgrams for individual analytes fitted to a 1:1 binding model are provided in Figure 10. The results are also synthesized in an isoaffinity plot (Fig. 4a) where the two rate constants are plotted against each other to give the Kd values along the diagonal lines of isoaffinity (42). Activation rates varied 30-fold, from 4.9*105 M-1s-1 for IGF-II to 1.6*107 M 'V for VEg F. Deactivation rates varied from 1.6*10- 4 s-1 for TNF-α to exceptionally slow inactivation rates below the sensitivity range of the Biacore T200 instrument (1.0*10-5 s-1) for both GDNF and IL-6. The software used to fit the data continued to provide deactivation rates beyond the instrument limit (results in Table 3), but due to uncertainty in accuracy, deactivation rates were limited to no less than 1.0* 10' 5 s-1 in the calculation of K d . The resulting K d values spanned more than 2 orders of magnitude, from 2.8*10-10 M for TNF-α to less than 7.1*10-13 M for GDNF.

Tabla 2. Sumario de los datos del análisis cinético de seis biomarcadores mediante el uso de SPR. Table 2. Summary of data from the kinetic analysis of six biomarkers using SPR.

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Debido a que algunas de las tasas de desactivación determinadas por SPR se encontraron por debajo del intervalo de sensibilidad del instrumento Biacore, se llevó a cabo un análisis complementario mediante el uso de interferometría de biocapa (BLI) (43). Estas mediciones corroboraron los resultados de la SPR; las tasas de desactivación para el GDNF y la IL-6 también estaban más allá de la sensibilidad del instrumento Fortebio Octet RED. En la Figura 11 se presentan los datos cinéticos de las mediciones BLI, las curvas de unión de los analitos individuales ajustadas a un modelo de unión 1:1 y un gráfico de isoafinidad para todos los analitos. Los valores de Kd determinados por BLI variaron más de 3 órdenes de magnitud, desde 6,4*10-9 M para el TNF-a hasta menos de 2,5*10-12 M para el GDNF y la IL-6. Estos valores son aproximadamente un orden de magnitud más altos que los datos correspondientes de la SPR, en gran parte debido a las diferencias en la determinación de las tasas de activación. La SPR es un procedimiento basado en una celda de flujo con una matriz tridimensional de dextrano, mientras que la BLI utiliza sensores planares de fibra óptica en un formato de placa de pozo. Se ha informado previamente de que el sistema BLI subestima las tasas de activación rápido debido a las limitaciones de la transferencia de masa, lo que coincide con hallazgos anteriores (44). Es probable que los valores numéricos de las constantes cinéticas determinados por los procedimientos basados en la superficie difieran de los valores basados en la solución, que presumiblemente son más aplicables al PLA homogéneo. No obstante, las clasificaciones relativas entre los dos procedimientos muestran una buena concordancia y son indicadores importantes de la calidad comparativa de los anticuerpos.Because some of the deactivation rates determined by SPR were found to be below the sensitivity range of the Biacore instrument, a complementary analysis was performed using biofilm interferometry (BLI) (43). These measurements corroborated the results of the SPR; deactivation rates for GDNF and IL-6 were also beyond the sensitivity of the Fortebio Octet RED instrument. Presented in Figure 11 are the kinetic data from the BLI measurements, the binding curves of the individual analytes fitted to a 1:1 binding model, and an isoaffinity plot for all analytes. BLI-determined Kd values ranged over 3 orders of magnitude, from 6.4*10-9 M for TNF-α to less than 2.5*10-12 M for GDNF and IL-6. These values are approximately one order of magnitude higher than the corresponding SPR data, largely due to differences in the determination of activation rates. SPR is a flow cell-based procedure with a three-dimensional dextran matrix, while BLI uses fiber-optic planar sensors in a well-plate format. The BLI system has previously been reported to underestimate fast activation rates due to mass transfer limitations, which is consistent with previous findings (44). Numerical values of kinetic constants determined by surface-based methods are likely to differ from solution-based values, which are presumably more applicable to homogeneous PLA. However, the relative rankings between the two procedures show good agreement and are important indicators of the comparative quality of the antibodies.

Todas las sondas de proximidad descritas en este trabajo proceden de anticuerpos policlonales purificados por afinidad. Estos anticuerpos son mezclas derivadas de diferentes linajes celulares que producen anticuerpos que reconocen diferentes epítopos del antígeno, cada uno con sus propias características cinéticas individuales. Debido a esta heterogeneidad, las propiedades cinéticas de los anticuerpos policlonales son intrínsecamente difíciles de caracterizar con precisión y las constantes cinéticas y afinidades derivadas se consideran un promedio para las diferentes subpoblaciones existentes en una partida de antisueros. Un efecto prospectivo es que el tiempo de incubación prolongado entre la muestra y las sondas de proximidad permitirá intercambios continuos que avanzan hacia interacciones de mayor afinidad.All the proximity probes described in this work come from polyclonal antibodies purified by affinity. These antibodies are mixtures derived from different cell lineages that produce antibodies that recognize different epitopes of the antigen, each with its own individual kinetic characteristics. Due to this heterogeneity, the kinetic properties of polyclonal antibodies are inherently difficult to accurately characterize and the derived kinetic constants and affinities are considered to be an average for the different subpopulations in a batch of antisera. One prospective effect is that the long incubation time between the sample and the proximity probes will allow continuous exchanges moving towards higher affinity interactions.

Utilización de los datos cinéticos para mejorar el rendimiento del c-PLA. El gráfico de isoafinidad de la Fig. 4a incluye la información cinética de todas las interacciones anticuerpo-antígeno investigadas, lo cual revela una clara diferenciación de afinidades. Los anticuerpos con mayor afinidad se sitúan en la esquina superior izquierda, dado que se caracterizan por tener bajas tasas de desactivación y altas tasas de activación que dan lugar a bajos valores de Kd. Los anticuerpos contra el GDNF, el VEGF y la IL-6 tienen una alta afinidad con valores de Kd inferiores a 5 pM. En consecuencia, estos analitos proporcionan límites de detección sub-pM en c-PLA y amplios intervalos dinámicos de al menos 4 órdenes de magnitud, como se observa en las curvas dosis-respuesta (Fig. 4b, curvas dosis-respuesta derivadas de las mismas partidas de anticuerpos y antígenos que las utilizadas en la Fig. 4a pero no completamente las mismas partidas que las utilizadas en la Fig. 3). Los analitos restantes, MIF, TNF-a e IGF-II se agrupan con valores de Kd superiores a 50 pM. En consecuencia, la c-PLA para estos analitos no funciona tan bien, mostrando límites de detección en el intervalo de pM (o superior) e intervalos dinámicos más estrechos que están restringidos por la menor afinidad de los anticuerpos. Esta comparación demuestra que la diferencia inherente en la sensibilidad y el intervalo dinámico entre los seis analitos no depende totalmente del diseño del ensayo, sino que se debe a la calidad de los reactivos de afinidad utilizados. Se observa que el único biomarcador para el que c-PLa no mejoró el rendimiento del ensayo en comparación con t-PLA es el Gd Nf , el analito con mayor afinidad. Las mejoras en el límite de detección de la c-PLA respecto a la t-PLA también son mayores para las interacciones de menor afinidad (véanse las Tablas 1 y 2), lo que indica una tendencia a aumentar los beneficios de la c-PLA cuando sólo se dispone de reactivos de baja afinidad. Utilization of kinetic data to improve the performance of c-PLA. The isoaffinity plot of Fig. 4a it includes the kinetic information of all the investigated antibody-antigen interactions, which reveals a clear differentiation of affinities. Antibodies with the highest affinity are located in the upper left corner, since they are characterized by low rates of deactivation and high rates of activation that give rise to low Kd values. Antibodies against GDNF, VEGF, and IL-6 have high affinity with Kd values less than 5 pM. Consequently, these analytes provide sub-pM detection limits in c-PLA and wide dynamic ranges of at least 4 orders of magnitude, as observed in the dose-response curves (Fig. 4b, dose-response curves derived from the same antibody and antigen pools as used in Fig. 4a but not completely the same pools as used in Fig. 3). The remaining analytes, MIF, TNF-a, and IGF-II cluster with Kd values greater than 50 pM. Consequently, c-PLA for these analytes does not perform as well, showing detection limits in the pM range (or higher) and narrower dynamic ranges that are restricted by the lower affinity of the antibodies. This comparison demonstrates that the inherent difference in sensitivity and dynamic range between the six analytes is not entirely dependent on assay design, but is due to the quality of the affinity reagents used. It is noted that the only biomarker for which c-PLa did not improve assay performance compared to t-PLA is GdNf, the analyte with the highest affinity. Improvements in detection limit of c-PLA over t-PLA are also greater for lower affinity interactions (see Tables 1 and 2), indicating a trend of increasing benefits of c-PLA. when only low affinity reagents are available.

La información detallada obtenida por el análisis cinético es beneficiosa para el desarrollo del ensayo, dado que sugiere modificaciones que pueden dar lugar a mejores señales. Las constantes cinéticas se utilizaron para predecir el número de complejos formados en equilibrio durante la incubación de la muestra, y el nuevo equilibrio que se establece cuando se aumenta el volumen por medio de la adición de la mezcla de ligadura. Los detalles se proporcionan en la sección denominada “Modelización de la formación del complejo anticuerpo-antígeno-anticuerpo en equilibrio” y en la Figura 12. Los cálculos sugieren que aproximadamente el 50% de los antígenos presentes en solución son capturados en un complejo en equilibrio durante la incubación de la muestra cuando el valor de Kd de una interacción es igual a 1x10'10 M (comparable a MIF y TNF-a, 8,3x10'11 M y 2,8x10'10 M respectivamente), (Fig. 12b). Sin embargo, la adición posterior de la mezcla de ligadura desencadena la disociación del complejo hasta que se establece un nuevo equilibrio. La modelización mediante el uso de Kd= 1x10'10 M indica que en el nuevo equilibrio esencialmente ningún antígeno permanecería en un complejo, lo que resultaría en la no formación de círculos y, en consecuencia, en una señal qPCR detectable (Fig. 12c). Sin embargo, el ensayo sigue funcionando para analitos con estos valores de Kd, y la discrepancia se explica por la supresión de la disociación, como se predice por las bajas tasas de desactivación. La vida media del complejo (t-io) se define como ln2/kd, lo que indica que tanto para el MIF como para el TNF-a (que tienen tasas de desactivación de aproximadamente 1*10'4 s_1) se necesitan aproximadamente 2 hs para que la mitad de los complejos se disocien. Esta duración es suficiente para evitar pérdidas significativas durante una etapa de ligadura de 30 minutos (o 15 minutos en el caso de t-PLA). Además, estos cálculos no tienen en cuenta ninguna ventaja añadida que los dos oligos conectores formadores de círculos tengan sobre el t-PLA a la hora de retrasar la difusión de la sonda de proximidad lejos del analito, lo que de ese modo facilita así la reconexión del anticuerpo. Los dúplex de ADN pueden ser notablemente estables, como lo ejemplifican las mediciones SPR, que emplean la inmovilización dirigida por el ADN de los agentes de captura. Estudios anteriores han determinado que las tasas de desactivación de los oligonucleótidos cortos oscilan entre 10'4 s_1 y menos de 10'5 s-1, valores que son comparables o inferiores a las tasas de desactivación de las interacciones anticuerpo-antígeno descritas en este trabajo (45, 46). Los cálculos anteriores ponen de manifiesto no sólo las ventajas de las sondas de alta afinidad en los ensayos de ligadura por proximidad, sino también la importancia de las tasas de desactivación lentas u otros medios para disminuir la disociación, especialmente cuando implica grandes adiciones de volumen para la ligadura.The detailed information obtained by kinetic analysis is beneficial for assay development, as it suggests modifications that may lead to better signals. The kinetic constants were used to predict the number of complexes formed at equilibrium during sample incubation, and the new equilibrium that is established when the volume is increased by addition of the ligation mixture. Details are provided in the section entitled “Modelling of equilibrium antibody-antigen-antibody complex formation” and in Figure 12. Calculations suggest that approximately 50% of the antigens present in solution are captured in an equilibrium complex. during sample incubation when the K d value of an interaction is equal to 1 x 10'10 M (comparable to MIF and TNF-a, 8.3x10'11 M and 2.8x10'10 M respectively), ( Fig. 12b). However, subsequent addition of the ligation mixture triggers dissociation of the complex until a new equilibrium is established. Modeling using K d = 1 x 10.10 M indicates that at the new equilibrium essentially no antigen would remain in a complex, resulting in no circle formation and consequently no detectable qPCR signal (Fig. 12c). However, the assay still works for analytes with these Kd values, and the discrepancy is explained by dissociation suppression, as predicted by low deactivation rates. The half-life of the complex (t-io) is defined as ln2/kd, which indicates that for both MIF and TNF-a (which have deactivation rates of approximately 1*10.4 s_1) approximately 2 hs for half of the complexes to dissociate. This duration is sufficient to avoid significant losses during a ligation step of 30 minutes (or 15 minutes in the case of t-PLA). Furthermore, these calculations do not take into account any added advantage that the two circle-forming linker oligos have over t-PLA in delaying diffusion of the proximity probe away from the analyte, thereby facilitating reconnection. of the antibody. DNA duplexes can be remarkably stable, as exemplified by SPR measurements, which employ DNA-directed immobilization of capture agents. Previous studies have determined that the deactivation rates of short oligonucleotides range between 10.4 s_1 and less than 10.5 s-1, values that are comparable or lower than the deactivation rates of antibody-antigen interactions described in this work. (45, 46). The above calculations highlight not only the advantages of high-affinity probes in proximity ligation assays, but also the importance of slow quenching rates or other means of slowing dissociation, especially when large volume additions are involved to the ligature.

La adición de gran volumen asociada a la ligadura se introdujo originalmente para minimizar la ligadura de fondo en t-PLA (12). Los eventos de ligadura de fondo en t-PLA se producen cuando las sondas de afinidad y el oligo puente se acercan al azar. En el caso de c-PLA, la probabilidad de ligadura de fondo es menor, dado que este complejo requiere un oligo conector adicional y dos eventos de ligadura antes de producir una señal detectable. De este modo, se consigue menos fondo y una mejor relación de señal a ruido. Los estudios de modelización adicionales que se presentan en la Fig. 12e también indican que las concentraciones de sondas de proximidad más altas dan lugar a una formación más compleja, lo que puede aumentar aún más la relación de señal a ruido. Esto es análogo a los descubrimientos experimentales en fase sólida, en los que las densidades más altas de anticuerpos de captura unidos a la superficie han demostrado mejorar tanto el límite de detección como el intervalo dinámico (47). Por consiguiente, la combinación de un formato de ensayo más estricto como el c-PLA con mayores concentraciones de sondas de proximidad debería mejorar el rendimiento del ensayo con anticuerpos de baja afinidad.Ligation-associated bulk addition was originally introduced to minimize background ligation in t-PLA (12). Background binding events in t-PLA occur when the affinity probes and the bridging oligo randomly approach each other. In the case of c-PLA, the probability of background binding is lower, since this complex requires an additional linker oligo and two binding events before producing a detectable signal. This results in less background and a better signal-to-noise ratio. Additional modeling studies presented in Fig. 12e also indicate that higher proximity probe concentrations lead to more complex formation, which may further increase the signal-to-noise ratio. This is analogous to solid-phase experimental findings, in which higher densities of surface-bound capture antibodies have been shown to improve both detection limit and dynamic range (47). Therefore, the combination of a more stringent assay format such as c-PLA with higher concentrations of proximity probes should improve assay performance with low-affinity antibodies.

La rigurosidad del c-PLA mejora la relación de señal a fondo y el límite de detección. Sobre la base de las simulaciones descritas anteriormente, se probó el impacto del aumento de la concentración de la sonda de proximidad tanto para el PLA tradicional como para el circular. Se eligió el ensayo del TNF-a porque mostraba la Kd y la kd más altas, lo cual proporcionaba un buen ejemplo de reactivos de baja afinidad con tasas de desactivación rápidas. Ambos formatos de ensayo se llevaron a cabo con la concentración estándar de la sonda de afinidad (1X=0,25 nM), así como con un aumento de diez veces. Los resultados se muestran en la Fig. 5a y demuestran una relación de señal a fondo sistemáticamente mayor para el c-PLA en comparación con el t-PLA. El aumento de la relación de señal a fondo entre los casos de sonda de afinidad 10X y 1X para los dos procedimientos es una ampliación de los hallazgos anteriores de que la concentración de la sonda se puede aumentar para las interacciones de baja afinidad (12), aunque es un tema complejo que se debe equilibrar cuidadosamente entre la afinidad del anticuerpo y una mayor probabilidad de ligadura de fondo aleatoria (48). La mayor relación de señal a ruido de c-PLA se explica por la reducción del ruido de fondo, como se observa en la Fig. 5b. Esto es una consecuencia del riguroso diseño del ensayo en combinación con el tratamiento con exonucleasas, que elimina eficazmente el ruido de fondo. Obsérvese que la mayor rigurosidad de c-PLA también disminuye la señal, pero que la estabilidad de los complejos de formación de círculos, combinada con un ruido de fondo aún más bajo, compensa con creces esta disminución. La mayor relación de señal a fondo del c-PLA 10X mejora el límite de detección en aproximadamente un orden de magnitud en comparación con el t-PLA original (Fig. 5c). Otros experimentos sugieren que la concentración de la sonda se puede aumentar aún más para las interacciones de baja afinidad, aunque debe ir acompañada de un aumento de la cantidad de oligonucleótidos conectores para garantizar la formación eficiente del círculo. The stringency of c-PLA improves the signal-to-background ratio and detection limit. Based on the simulations described above, the impact of increasing proximity probe concentration was tested for both traditional and circular PLA. The TNF-α assay was chosen because it showed the highest K d and k d , providing a good example of low affinity reagents with fast quenching rates. Both assay formats were performed at the standard concentration of the affinity probe (1X=0.25 nM), as well as at ten-fold magnification. The results are shown in Fig. 5a and demonstrate a consistently higher signal-to-background ratio for c-PLA compared to t-PLA. The increased signal-to-background ratio between the 10X and 1X affinity probe instances for the two procedures is an extension of previous findings that probe concentration can be increased for low-affinity interactions (12), although it is a complex issue that must be carefully balanced between antibody affinity and a higher probability of random background binding (48). The higher signal-to-noise ratio of c-PLA is explained by the reduction in background noise, as seen in Fig. 5b. This is a consequence of rigorous assay design in combination with exonuclease treatment, which effectively removes background noise. Note that the higher stringency of c-PLA also decreases the signal, but that the stability of the circling complexes, combined with even lower background noise, more than compensates for this decrease. The higher signal-to-background ratio of the 10X c-PLA improves the detection limit by approximately one order of magnitude compared to the original t-PLA (Fig. 5c). Other experiments suggest that the probe concentration can be further increased for low-affinity interactions, although it must be accompanied by an increase in the number of linker oligonucleotides to ensure efficient circle formation.

El c-PLA detecta eficazmente las proteínas en el plasma humano. Los resultados descritos hasta ahora se han llevado a cabo todos en soluciones tampón, dado que el objetivo era investigar la relación entre la afinidad y el rendimiento del ensayo. El análisis de afinidad por medio de s Pr no se adapta a mezclas complejas como el plasma y, aunque la interferometría de bicapa es menos sensible a los efectos de la matriz (43), ambos procedimientos requieren ligandos puros para la determinación exacta de las constantes cinéticas. La correlación entre las constantes cinéticas y el rendimiento del ensayo se establece en la Fig. 4 y proporciona información valiosa para el desarrollo del ensayo. Sin embargo, se sabe que el rendimiento del ensayo difiere mucho entre las diferentes matrices y la compatibilidad del ensayo con mezclas complejas es esencial para el diagnóstico y la relevancia clínica (1). c-PLA efficiently detects proteins in human plasma. The results described so far have all been carried out in buffer solutions, since the aim was to investigate the relationship between affinity and assay performance. Affinity analysis by means of sPr is not well suited to complex mixtures such as plasma, and although bilayer interferometry is less sensitive to matrix effects (43), both procedures require pure ligands for accurate determination of the constants. kinetic. The correlation between rate constants and assay performance is established in Fig. 4 and provides valuable information for assay development. However, assay performance is known to differ greatly between different matrices and assay compatibility with complex mixtures is essential for diagnostic and clinical relevance (1).

Se ha demostrado previamente que la t-PLA multiplexada permite la cuantificación de biomarcadores en muestras de plasma (12 a 14). Para determinar el rendimiento de la c-PLA en una matriz compleja, se probaron dos analitos: El VEGF, como ejemplo de una interacción de alta afinidad (Kd bajo y tasas de desactivación lentas), y el TNF-a, como ejemplo de una interacción de baja afinidad (Kd alto y tasas de desactivación rápidas). El VEGF se detectó eficazmente en el plasma humano por medio de c-PLA hasta concentraciones fisiológicas de un dígito pM (12, 49) (Fig. 6a). El límite de detección se multiplica por 100 desde la concentración fM en el tampón hasta 1 pM para la c-PLA y 2 pM para la t-PLA en el plasma humano. El intervalo dinámico se reduce en consecuencia en dos órdenes de magnitud para ambos procedimientos. Los CV promedio fueron más bajos para el c-PLA que para el t-PLA, con un 11% y un 22% respectivamente, lo que coincide con los hallazgos en las soluciones tampón. Estos resultados confirman que el c-PLA proporciona menos variación en un formato de ensayo simplificado sin necesidad de preamplificación. Se llevaron a cabo experimentos adicionales con VEGF en plasma de pollo (en el que el VEGF humano está ausente) para verificar que los cambios en el límite de detección y el intervalo dinámico no se ven obstaculizados por el formato del ensayo, sino que son un efecto de los niveles de fondo naturales de VEGF en el plasma humano (Fig. 6a). En el plasma de pollo se alcanzó el límite de detección de fM y más de cuatro órdenes de magnitud de intervalo dinámico, lo que refleja más fielmente las mediciones originales en solución tampón. Por lo tanto, ambos procedimientos de PLA son compatibles con mezclas complejas como el plasma humano, con beneficios adicionales en el rendimiento del ensayo para el c-PLA.Multiplexed t-PLA has previously been shown to allow quantification of biomarkers in plasma samples (12–14). To determine the performance of c-PLA in a complex matrix, two analytes were tested: VEGF, as an example of a high-affinity interaction (low Kd and slow deactivation rates), and TNF-a, as an example of a high-affinity interaction (low Kd and slow deactivation rates). low affinity interaction (high Kd and fast deactivation rates). VEGF was efficiently detected in human plasma by c-PLA down to single digit pM physiological concentrations (12, 49) (Fig. 6a). The detection limit is multiplied by 100 from the fM concentration in the buffer to 1 pM for c-PLA and 2 pM for t-PLA in human plasma. The dynamic range is correspondingly reduced by two orders of magnitude for both procedures. The mean CVs were lower for c-PLA than for t-PLA, at 11% and 22%, respectively, which is consistent with the findings in buffer solutions. These results confirm that c-PLA provides less variation in a simplified assay format without the need for pre-amplification. Additional experiments with VEGF in chicken plasma (in which human VEGF is absent) were carried out to verify that changes in detection limit and dynamic range are not hampered by the assay format, but rather are a effect of natural background levels of VEGF in human plasma (Fig. 6a). In chicken plasma, the fM detection limit and more than four orders of magnitude of dynamic range were reached, more closely reflecting the original measurements in buffer. Therefore, both PLA procedures are compatible with complex mixtures such as human plasma, with additional assay performance benefits for c-PLA.

Las ventajas en el rendimiento del ensayo de c-PLA sobre t-PLA para TNF-a (una interacción de baja afinidad) también persisten en el plasma humano (Fig. 6b). El límite de detección de c-PLA es de aproximadamente 10 pM para las concentraciones de sonda de proximidad 1X y 10X, con menores CV para la concentración de sonda más alta (8% para 10X frente a 16% para IX), presumiblemente debido a una captura más eficiente de los antígenos en la concentración más alta. El límite de detección de la t-PLA es aproximadamente un orden de magnitud superior al de la c-PLA, lo que reduce el intervalo dinámico en consecuencia. Los CV se mantienen en torno al 30% en todo el intervalo lineal para ambas concentraciones de la sonda de proximidad. En contraste con el c-PLA, un aumento de 10 veces en la concentración de la sonda de proximidad para el t-PLA no mejoró la sensibilidad (límite de detección de alrededor de 700 pM), lo que subraya los desafíos cuando se utiliza este procedimiento con anticuerpos de baja afinidad. La capacidad de aumentar la concentración de la sonda en c-PLA también aborda parcialmente el efecto gancho, dado que da lugar a un inicio más tardío de la saturación de la sonda de proximidad. Además, el análisis estadístico de los CV para el TNF-a en plasma revela que los CV más bajos para el c-PLA 10X son significativamente diferentes de los CV para el c-PLA 1X, así como para el t-PLA 1X y 10X (p<0,001). La diferencia de CV entre c-PLA 1X y t-PLA 1X también es significativa (p<0,001). Esto es alentador, dado que el requisito de precisión generalmente aceptado para los inmunoensayos clínicos es inferior al 20% (40, 50). Estos resultados indican que la mayor rigurosidad de la c-PLA proporciona ventajas sobre la t-PLA en términos de facilidad de uso y sensibilidad, al tiempo que reduce la variación. Lo más importante es que se mantiene la oportunidad de mejorar el rendimiento de los anticuerpos de baja afinidad simplemente por medio del aumento de su concentración en c-PLA en matrices complejas como el plasma y el suero.The assay performance advantages of c-PLA over t-PLA for TNF-α (a low-affinity interaction) also persist in human plasma (Fig. 6b). The detection limit of c-PLA is approximately 10 pM for the 1X and 10X proximity probe concentrations, with lower CVs for the higher probe concentration (8% for 10X vs. 16% for IX), presumably due to more efficient capture of antigens at the highest concentration. The detection limit of t-PLA is approximately one order of magnitude higher than that of c-PLA, reducing the dynamic range accordingly. The CVs remain around 30% throughout the linear range for both proximity probe concentrations. In contrast to c-PLA, a 10-fold increase in proximity probe concentration for t-PLA did not improve sensitivity (detection limit around 700 pM), underscoring the challenges when using this method. procedure with low-affinity antibodies. The ability to increase the concentration of the probe in c-PLA also partially addresses the hook effect, as it results in a later onset of proximity probe saturation. Furthermore, statistical analysis of the CVs for plasma TNF-α reveals that the lower CVs for 10X c-PLA are significantly different from the CVs for 1X c-PLA as well as 1X and 10X t-PLA. (p<0.001). The CV difference between 1X c-PLA and 1X t-PLA is also significant (p<0.001). This is encouraging, given that the generally accepted precision requirement for clinical immunoassays is less than 20% (40, 50). These results indicate that the higher stringency of c-PLA provides advantages over t-PLA in terms of ease of use and sensitivity, while reducing variation. Most importantly, the opportunity remains to improve the performance of low-affinity antibodies simply by increasing their c-PLA concentration in complex matrices such as plasma and serum.

Materiales y ProcedimientosMaterials and Procedures

Materiales. Los anticuerpos policlonales purificados por afinidad y los antígenos diana eran de R&D Systems. Los números de los productos se indican en la sección denominada “Anticuerpos y Antígenos”. Todos los oligonucleótidos eran de Integrated DNA Technologies. Las secuencias se enumeran en la sección denominada “Secuencias de ADN” y se mantuvieron iguales para todos los analitos a fin de permitir una comparación imparcial. Los oligonucleótidos utilizados para la conjugación de la sonda de proximidad fueron purificados por HPLC y diseñados para minimizar la formación de heterodúplex sonda-sonda. Todos los demás reactivos son de Sigma-Aldrich, a menos que se indique lo contrario. Materials. Affinity purified polyclonal antibodies and target antigens were from R&D Systems. Product numbers are listed in the section labeled “Antibodies and Antigens”. All oligonucleotides were from Integrated DNA Technologies. Sequences are listed in the section labeled “DNA Sequences” and were kept the same for all analytes to allow for an unbiased comparison. The oligonucleotides used for proximity probe conjugation were purified by HPLC and designed to minimize probe-probe heteroduplex formation. All other reagents are from Sigma-Aldrich, unless otherwise noted.

Conjugación con sonda de proximidad. La conjugación anticuerpo-oligonucleótido se llevó a cabo por medio de la química de la hidrazona (Solulink) seguida por la purificación de acuerdo con el protocolo del fabricante (Fig. 7). Una partida de anticuerpos policlonales se dividió en dos porciones y se acopló a oligonucleótidos modificados con amina que contenían un extremo 5' fosforilado libre o un extremo 3' libre. Los conjugados anticuerpo-oligonucleótido se analizaron en un bioanalizador Agilent 2100 mediante el uso del kit de proteínas 80 en condiciones de reducción siguiendo el protocolo del fabricante. El rendimiento estimado para todos los conjugados varió entre 0,65 y 1,35 oligonucleótidos por anticuerpo. La concentración final de anticuerpos-oligonucleótidos se determinó mediante el uso de un ensayo de proteínas de Bradford (Bio-Rad) de acuerdo con las especificaciones del fabricante. Las sondas anticuerpo-oligo se diluyeron a 5 nM en 1X PBS suplementado con 2 mM de EDTA (Thermo Fisher Scientific); 0,10% de BSA; 0,02% de NaN3 y se almacenó a 4 °C. Conjugation with proximity probe. Antibody-oligonucleotide conjugation was performed by hydrazone chemistry (Solulink) followed by purification according to the manufacturer's protocol (FIG. 7). A pool of polyclonal antibodies was divided into two portions and coupled to amine-modified oligonucleotides containing either a free phosphorylated 5' end or a free 3' end. Antibody-oligonucleotide conjugates were analyzed on an Agilent 2100 bioanalyzer using the 80 protein kit under reducing conditions following the manufacturer's protocol. Estimated yield for all conjugates ranged from 0.65 to 1.35 oligonucleotides per antibody. Final antibody-oligonucleotide concentration was determined using a Bradford protein assay (Bio-Rad) according to the manufacturer's specifications. Antibody-oligo probes were diluted to 5 nM in 1X PBS supplemented with 2 mM EDTA (Thermo Fisher Scientific); 0.10% BSA; 0.02% NaN 3 and stored at 4 °C.

Incubación de dianas con sonda de proximidad. Se añadieron 2 pl de muestra (diluida en 1X PBS con 0,1% de BSA o plasma puro de pollo o humano (Sigma)) a 2 pl de mezcla de sonda de proximidad y se incubaron durante 2 horas a 37 °C para establecer la formación de complejos entre el analito diana y los anticuerpos de las sondas de proximidad. La mezcla de incubación combinada de 4 pl contenía una concentración final de 250 pM para cada sonda de proximidad y se complementó con 0,35 mg/mL de sal de potasio de ácido poliadenílico; 1% de BSA; 0,1% de Tritón X-100; 0,05% de IgG; 0,01% de aprotinina; 1 mM de fluoruro de fenilmetanosulfonilo; y 4 mM de EDTA (Thermo Fisher Scientific) en PBS 0,375X. Incubation of targets with proximity probe. 2 µl of sample (diluted in 1X PBS with 0.1% BSA or pure chicken or human plasma (Sigma)) was added to 2 µl of proximity probe mix and incubated for 2 hours at 37 °C to establish the formation of complexes between the target analyte and the proximity probe antibodies. The 4 pl pooled incubation mixture contained a final concentration of 250 pM for each proximity probe and was supplemented with 0.35 mg/mL polyadenylic acid potassium salt; 1% BSA; 0.1% Triton X-100; 0.05% IgG; 0.01% aprotinin; 1 mM phenylmethanesulfonyl fluoride; and 4 mM EDTA (Thermo Fisher Scientific) in PBS 0.375X.

Etapa de ligadura para PLA circular. Se añadieron 120 pL de mezcla de ligadura a cada muestra de 4 pL y se incubaron durante 30 minutos a 45 °C. La mezcla de ligadura contenía 100 nM de cada uno de los dos oligos conectores formadores de círculos; 0,025 U/pL de ampligasa (Epicentre); 0,5 mM de NAD; 1 mM de DTT (Sigma-Aldrich); 0,01% de Tritón X-100; y 0,01% de BSA en 20 mM de Tris de pH 8,4, 10 mM de MgCh y 50 mM de KCl, (Thermo Fisher Scientific). La ligadura se terminó por medio de la adición de 10 pl de la mezcla de exonucleasas y se incubó durante 30 minutos a 37 °C, seguido por la inactivación por calor de las enzimas exonucleasas durante 20 minutos a 80 °C. La mezcla de exonucleasas contenía 2 U/pL de exonucleasas I (New England Biolabs) y 2 U/pL de exonucleasas III (New England Biolabs) en 1X NEBuffer 1, que contenía 10 mM de Bis-Tris-Propane-HCl, pH 7,0; 10 mM de MgCh y 1 mM de DTT (New England Biolabs). Ligation stage for circular PLA. 120 pL of ligation mix was added to each 4 pL sample and incubated for 30 min at 45°C. The ligation mix contained 100 nM of each of the two circle-forming linker oligos; 0.025 U/pL ampligase (Epicentre); 0.5mM NAD; 1mM DTT (Sigma-Aldrich); 0.01% Triton X-100; and 0.01% BSA in 20 mM Tris pH 8.4, 10 mM MgCh, and 50 mM KCl, (Thermo Fisher Scientific). Ligation was terminated by the addition of 10 µl of the exonuclease mixture and incubation for 30 minutes at 37°C, followed by heat inactivation of the exonuclease enzymes for 20 minutes at 80°C. The exonuclease mix contained 2 U/pL of exonucleases I (New England Biolabs) and 2 U/pL of exonucleases III (New England Biolabs) in 1X NEBuffer 1, containing 10 mM Bis-Tris-Propane-HCl, pH 7 .0; 10 mM MgCh and 1 mM DTT (New England Biolabs).

Etapa de ligadura para el PLA tradicional. Se añadieron 120 pl de mezcla de ligadura a cada muestra de 4 pl y se incubaron durante 15 minutos a 30 °C. La mezcla de ligadura contenía 100 nM de oligo de puente t-PLA; 0,025 U/pL de Ampligase (Epicentre); 0,25 mM de NAD; 10 mM de DTT; 0,02% de Triton X-100; y 0,01% de BSA en 20 mM de Tris de pH 8,4, 1,5 mM de MgCh y 50 mM de KCl, (Thermo Fisher Scientific). La ligadura se terminó por medio de la adición de 2 pl de mezcla de parada de ligadura, seguida por una incubación de 5 minutos a temperatura ambiente. La mezcla de parada de ligadura contenía 0,125 U/pL de Uracil-DNA Excision Mix (Epicentre) en 20 mM Tris pH 8,4, 50 mM KCl (Thermo Fisher Scientific). Ligation stage for traditional PLA. 120 μl of ligation mix was added to each 4 μl sample and incubated for 15 min at 30°C. The ligation mixture contained 100 nM of bridging oligo t-PLA; 0.025 U/pL of Ampligase (Epicentre); 0.25mM NAD; 10mM DTT; 0.02% Triton X-100; and 0.01% BSA in 20 mM Tris pH 8.4, 1.5 mM MgCh, and 50 mM KCl, (Thermo Fisher Scientific). Ligation was terminated by the addition of 2 μl of ligation stop mix, followed by a 5 minute incubation at room temperature. The ligation stop mix contained 0.125 U/pL Uracil-DNA Excision Mix (Epicentre) in 20 mM Tris pH 8.4, 50 mM KCl (Thermo Fisher Scientific).

Etapa de pre-amplificación para el PLA tradicional. Se añadieron 25 pl de la mezcla de ligadura terminada a 25 pl de mezcla de preamplificación y se cicló con las siguientes condiciones: 95 °C durante 3 min (1 ciclo); 95 °C durante 30 s y 60 °C durante 4 min (13 ciclos) y un mantenimiento final a 4 °C. La mezcla de preamplificación contenía 20 nM de cebadores de preamplificación; 0,06 U/pL de Platinum Taq DNA Polymerase (Thermo Fisher Scientific); y 1,6 mM de mezcla de dNTPs (Agilent Technologies) en 20 mM de Tris pH 8,4, 6 mM de MgCh y 50 mM de KCl, (Thermo Fisher Scientific). Tras la preamplificación, el producto se diluyó 10 veces en tampón TE y se almacenó a 4 °C hasta la cuantificación por qPCR. Pre-amplification stage for traditional PLA. 25 μl of the finished ligation mix was added to 25 μl of pre-amp mix and cycled with the following conditions: 95 °C for 3 min (1 cycle); 95 °C for 30 s and 60 °C for 4 min (13 cycles) and a final hold at 4 °C. The preamp mix contained 20 nM preamp primers; 0.06 U/pL Platinum Taq DNA Polymerase (Thermo Fisher Scientific); and 1.6 mM mixture of dNTPs (Agilent Technologies) in 20 mM Tris pH 8.4, 6 mM MgCh and 50 mM KCl, (Thermo Fisher Scientific). After pre-amplification, the product was diluted 10-fold in TE buffer and stored at 4°C until qPCR quantification.

Cuantificación de la qPCR y análisis de datos. Se añadieron 2 pl de producto de ligadura tratado con exonucleasa (para PLA circular) o de producto de preamplificación diluido (para PLA tradicional) a la mezcla maestra de qPCR hasta un volumen final de 10 pl que contenía 400 nM de cebadores y 1X Power SYBR Green PCR Master Mix (Thermo Fisher Scientific). Las muestras se cuantificaron por medio de qPCR en tiempo real (ABI 7900 HT) con las siguientes condiciones de ciclado térmico: 95 °C durante 10 minutos (1 ciclo); 95 °C durante 15 s y 60 °C durante 60 s (40 ciclos). Los valores de Ct se convirtieron en un número estimado de moléculas ligadas mediante el uso de la fórmula 10'0301x ct i i,439 como se ha descrito anteriormente (13). Los experimentos se llevaron a cabo con tres réplicas biológicas que se cuantificaron en experimentos de qPCR por triplicado generando nueve puntos de datos por concentración analizada. El límite de detección se obtuvo en relación con la muestra en blanco en el que se cruzan la curva dosisrespuesta y la línea de puntos (señal media de una muestra en blanco 3 desviaciones estándar) (40). El análisis estadístico se llevó a cabo por medio de bootstrapping (muestreo aleatorio con reemplazo en las mediciones independientes de las réplicas biológicas 1000 veces). qPCR quantification and data analysis. 2 pl of exonuclease-treated ligation product (for circular PLA) or diluted pre-amplification product (for traditional PLA) was added to the qPCR master mix to a final volume of 10 pl containing 400 nM primers and 1X Power SYBR. Green PCR Master Mix (Thermo Fisher Scientific). The samples were quantified by real-time qPCR (ABI 7900 HT) with the following thermal cycling conditions: 95 °C for 10 minutes (1 cycle); 95 °C for 15 s and 60 °C for 60 s (40 cycles). Ct values were converted to an estimated number of bound molecules using the formula 10'0301x ct ii,439 as described previously (13). Experiments were carried out with three biological replicates that were quantified in triplicate qPCR experiments generating nine data points per concentration tested. The detection limit was obtained relative to the blank sample where the dose-response curve and the dotted line (mean signal of a blank sample 3 standard deviations) intersect (40). Statistical analysis was performed by bootstrapping (random sampling with replacement on independent measurements of biological replicates 1000 times).

Análisis cinético mediante el uso de SPR. El análisis SPR se llevó a cabo a 25 °C mediante el uso de un instrumento Biacore T200 y un kit de captura de biotina (GE Healthcare, Fig. 9a). Todos los anticuerpos se biotinilaron mediante el uso del kit EZ-Link NHS-PEO4-Biotin (Thermo Fisher Scientific) de acuerdo con las recomendaciones del fabricante, mediante el uso de una proporción molar de biotina a anticuerpo de 1:1. El exceso de biotina se eliminó mediante el uso de columnas de centrifugado Zeba para evitar la interferencia con la unión de los anticuerpos biotinilados a la superficie del chip CAP. La inmovilización de anticuerpos se adaptó a un nivel que dio lugar a una capacidad máxima de unión del analito (Rmáx) de 25 a 50 RU:s. Los analitos se diluyeron en tampón HBS-EP+ y se pasaron por el chip a una velocidad de 30 pl/min. La asociación se midió durante 120 s y la disociación durante 1800 s. Los sensores se regeneraron mediante el uso de una solución que contenía Guanidina-HCl 6M y NaOH 0,25M. Las constantes de velocidad (ka y kd) se determinaron mediante el uso del software BIAevaluation versión 4.1 (Biacore) con un modelo 1:1 y un ajuste global de al menos cinco concentraciones en series de dilución doble que van de 200 a 0 nM (Tabla 3 y Fig. 10). Las constantes de afinidad (Kd) se derivaron posteriormente de la relación entre ka y kd. Kinetic analysis using SPR. SPR analysis was carried out at 25 °C using a Biacore T200 instrument and biotin capture kit (GE Healthcare, Fig. 9a). All antibodies were biotinylated using the EZ-Link NHS-PEO4-Biotin kit (Thermo Fisher Scientific) according to the manufacturer's recommendations, using a 1:1 molar ratio of biotin to antibody. Excess biotin was removed by using Zeba spin columns to avoid interference with the binding of biotinylated antibodies to the CAP chip surface. Antibody immobilization was tailored to a level that resulted in a maximum analyte binding capacity (Rmax) of 25 to 50 RU:s. The analytes were diluted in HBS-EP+ buffer and run on the chip at a speed of 30 pl/min. Association was measured for 120 s and dissociation for 1800 s. Sensors were regenerated using a solution containing 6M Guanidine-HCl and 0.25M NaOH. The constants of velocity ( ka and kd) were determined using BIAevaluation software version 4.1 (Biacore) with a 1:1 model and a global fit of at least five concentrations in two-fold dilution series ranging from 200 to 0 nM (Table 3 and Fig.10). The affinity constants (Kd) were subsequently derived from the relationship between ka and kd.

Tabla 3. Sumario de las constantes cinéticas obtenidas por el análisis SPR. Table 3. Summary of the kinetic constants obtained by the SPR analysis.

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Análisis cinético por medio de BLI. El análisis BLI se llevó a cabo en un instrumento Fortebio Octet RED mediante el uso de biosensores de proteína G (Fortebio, Fig. 9b). Todos los anticuerpos y analitos se diluyeron en el tampón de ensayo (0,1 mg/mL de b Sa y 0,13% de Triton X-100 en 10 mM de Tris pH 7,5, 1 mM de CaCh y 150 mM de NaCl). La inmovilización del anticuerpo se adaptó a un nivel de unión de aproximadamente 3,6 nm por medio de la variación del tiempo de carga del anticuerpo. Todas las mediciones se llevaron a cabo a 30 °C en un total de 200 pL con agitación constante. La asociación se midió durante 120 s y la disociación durante 1200 s. Los sensores se regeneraron con una solución de glicina 10 mM a pH 1,7. Para cada analito, se llevaron a cabo tres réplicas que cubrían ciclos cinéticos completos y dieron como resultado curvas de unión idénticas en todos los ciclos. Las constantes de velocidad (ka y kd) se determinaron mediante el uso del software de análisis de datos versión 8.2 (Fortebio) con un modelo 1:1 y un ajuste global de al menos cinco concentraciones en series de dilución triple que van de 500 a 0 nM. Las constantes de afinidad (Kd) se derivaron posteriormente de la relación entre ka y kd. Los resultados del análisis cinético por BLI se presentan en la Tabla 4 y en la Fig. 11. Kinetic analysis by means of BLI. BLI analysis was carried out on a Fortebio Octet RED instrument by using G-protein biosensors (Fortebio, Fig. 9b). All antibodies and analytes were diluted in assay buffer (0.1 mg/mL bSa and 0.13% Triton X-100 in 10 mM Tris pH 7.5, 1 mM CaCh and 150 mM Tris). NaCl). Antibody immobilization was tailored to a binding level of approximately 3.6 nm by varying the loading time of the antibody. All measurements were carried out at 30 °C in a total of 200 pL with constant stirring. Association was measured for 120 s and dissociation for 1200 s. The sensors were regenerated with a 10 mM glycine solution at pH 1.7. For each analyte, three replicates covering full kinetic cycles were carried out and resulted in identical binding curves in all cycles. Rate constants (ka and kd) were determined using data analysis software version 8.2 (Fortebio) with a 1:1 model and a global fit of at least five concentrations in three-fold dilution series ranging from 500 to 0nM. The affinity constants (K d ) were subsequently derived from the relationship between ka and kd. The results of the kinetic analysis by BLI are presented in Table 4 and Fig. 11.

Tabla 4. Sumario de las constantes cinéticas obtenidas por el análisis BLI. Table 4 . Summary of the kinetic constants obtained by the BLI analysis.

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Anticuerpos y antígenos. Los reactivos de afinidad utilizados eran de R&D Systems y tenían los siguientes números de producto para anticuerpos y antígenos: GDNF: AF-212-NA y 212-GD-010; IL-6 AF-206-NA y 206-IL-010; VEGF: AF-293-NA y 293-VE-010; TNF-a: AF-210-NA y 210-TA-005; IGF-II: AF-292-NA y 292-G2-050; MIF: AF-289-PB y 289-MF-002. Antibodies and antigens. The affinity reagents used were from R&D Systems and had the following product numbers for antibodies and antigens: GDNF: AF-212-NA and 212-GD-010; IL-6 AF-206-NA and 206-IL-010; VEGF: AF-293-NA and 293-VE-010; TNF-a: AF-210-NA and 210-TA-005; IGF-II: AF-292-NA and 292-G2-050; MIF: AF-289-PB and 289-MF-002.

Secuencias de ADN.DNA sequences.

Sondas de proximidad utilizadas tanto para el PLA circular como para el tradicionalProximity probes used for both circular and traditional PLA

Sonda Ab con extremo 5' fosforiladoAb probe with phosphorylated 5' end

5’-/5Phos/TCACGGTAGCATAAGGTGCACGTTACCTTGATTCCCGTCC/3AmMO/-5’-/5Phos/TCACGGTAGCATAAGGTGCACGTTACCTTGATTCCCGTCC/3AmMO/-

3' (SEQID NO: 1)3' (SEQID NO: 1)

Sonda Ab con extremo 3'Ab probe with tip 3'

5’-/5AmMC6/CATCGCCCTTGGACTAGCATACCCATGAACACAAGTTGCGTC ACGATGAGACTGGATGAA-3' (SEQ ID NO: 2)5’-/5AmMC6/CATCGCCCTTGGACTAGCATACCCATGAACACAAGTTGCGTC ACGATGAGACTGGATGAA-3' (SEQ ID NO: 2)

Oligos conectores utilizados para la formación de círculos en PLA circularConnector oligos used for the formation of circles in circular PLA

Conector-57Connector-57

5’-/Phos/TGCTACCGTCTTACCGAGCTTCTGTGATGATGAGGATGCTCACAT CGAGCAACTTGT-3’ (SEQ ID NO: 3)5'-/Phos/TGCTACCGTCTTACCGAGCTTCTGTGATGATGAGGATGCTCACAT CGAGCAACTTGT-3' (SEQ ID NO: 3)

Conector-105Connector-105

5’-/Phos/GTTCATGGGATCCTTCATTCCACCGGTCCTTCATTCCACCGGTACGAGA 5’-/Phos/GTTCATGGGATCCTTCATTCCACCGGTCCTTCATTCCACCGGTACGAGA

CGTGACGACTGCATTCCTTCATTCCACCGGTCCTTCATTCCACCGGTTGCACCCGTGACGACTGCATTCCTTCATTCCACCGGTCCTTCATTCCACCGGTTGCACC

TTA-3’ (SEQ ID NO: 4)TTA-3' (SEQ ID NO: 4)

Cebadores qPCR utilizados para la PLA circularqPCR primers used for circular PLA

Cebador Directo (P1):Forward Primer (P1):

5'-GCTCACATCGAGCAACTTGTGTT-3' (SEC. ID Núm.: 5)5'-GCTCACATCGAGCAACTTGTGTT-3' (SEQ ID NO: 5)

Cebador Inverso (P2):Reverse Primer (P2):

5'-AGCTCGGTAAGACGGTAGCATAA-3' (SEC. ID Núm.: 6)5'-AGCTCGGTAAGACGGTAGCATAA-3' (SEQ ID NO: 6)

Nota: Se probaron diversos pares de cebadores diferentes y se comprobó que los cebadores que abarcaban los sitios de unión de la ligadura eran los que mejor funcionaban. Estos cebadores también se utilizaron para la comparación de la preamplificación de c-PLA.Note: A number of different primer pairs were tested and the primers spanning the ligation binding sites were found to work best. These primers were also used for c-PLA pre-amplification comparison.

Oligo puente utilizado para la ligadura en el PLA tradicionalOligo bridge used for ligation in traditional PLA

5'-CUACCGUGAUUCAUCCAG-3' (SEC. ID Núm.: 7)5'-CUACCGUGAUUCAUCCAG-3' (SEQ ID NO: 7)

Cebadores de preamplificación utilizados para la PLA tradicionalPreamp primers used for traditional PLA

Cebador Directo:Direct Primer:

5'-CATCGCCCTTGGACTAGCAT-3'(SEC. ID Núm.: 8)5'-CATCGCCCTTGGACTAGCAT-3'(SEQ ID NO: 8)

Cebador Inverso:Reverse Primer:

5'-GGACGGGAATCAAGGTAACG-3' (SEC. ID Núm.: 9)5'-GGACGGGAATCAAGGTAACG-3' (SEQ ID NO: 9)

Cebadores qPCR utilizados para la PLA tradicionalqPCR primers used for traditional PLA

Cebador Directo:Direct Primer:

5 '-ACCCATGAACACAAGTTGCG -3'(SEC. ID Núm.: 10)5'-ACCCATGAACACAAGTTGCG-3'(SEQ ID NO: 10)

Cebador Inverso:Reverse Primer:

5'- GGACGGGAATCAAGGTAACG -3'(SEC. ID Núm.: 11)5'- GGACGGGAATCAAGGTAACG -3' (SEQ ID NO: 11)

Modelización de la formación de complejos anticuerpo-antisen-anticuerpo en equilibrio.Modeling of the formation of antibody-antisen-antibody complexes in equilibrium.

Mediante el uso de parámetros derivados del análisis cinético, se modeló la formación de complejos anticuerpoantígeno-anticuerpo (Ab-Ag-Ab) en varias condiciones utilizadas en el ensayo de ligadura por proximidad. Esta información es valiosa para obtener una mejor comprensión del ensayo y para apoyar el desarrollo de ensayos para condiciones de equilibrio y pre-equilibrio, que a menudo existen en casos de baja concentración de analito y de interacciones de alta afinidad. Mediante el uso de las ecuaciones descritas en la Fig. 12 se modeló la fracción de antígenos que forman complejos Ab-Ag-Ab en el equilibrio. Esto permite estimar el número de eventos de ligadura que pueden tener lugar cuando las constantes de disociación de equilibrio (Kd) varían de 10'13 a 10'8 M.Using parameters derived from kinetic analysis, the formation of antibody-antigen-antibody (Ab-Ag-Ab) complexes under various conditions used in the proximity ligation assay was modeled. This information is valuable to gain a better understanding of the assay and to support the development of assays for equilibrium and pre-equilibrium conditions, which often exist in cases of low analyte concentration and high affinity interactions. Using the equations described in Fig. 12, the fraction of antigens forming Ab-Ag-Ab complexes at equilibrium was modelled. This allows estimating the number of ligation events that can take place when the equilibrium dissociation constants (K d ) vary from 10.13 to 10.8 M.

Se observa que estos cálculos sólo consideran la formación de complejos y no tienen en cuenta si dará lugar a un evento de ligadura. Por ejemplo, los eventos de ligadura no se producirán en los complejos formados entre sondas de proximidad análogas o cuando uno de los anticuerpos del complejo carezca de un oligo conjugado. Los oligonucleótidos libres que pueden contribuir a la ligadura de fondo o estabilizar los complejos formados tampoco se consideran en los cálculos.It is noted that these calculations only consider complex formation and do not take into account whether it will lead to a binding event. For example, binding events will not occur in complexes formed between analogous proximity probes or when one of the antibodies in the complex lacks an oligo conjugate. Free oligonucleotides that may contribute to background binding or stabilize the complexes formed are also not considered in the calculations.

Las siguientes tablas proporcionan datos de apoyo para los gráficos mostrados en las figuras. The following tables provide supporting data for the graphs shown in the figures.

Tabla 5. Datos de la Figura 3a. Table 5 . Data from Figure 3a.

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Tabla 6. Datos de la Figura 3b. Table 6 . Data from Figure 3b.

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Tabla 7. Datos de la Figura 3c. Table 7 . Data from Figure 3c.

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Tabla 8. Datos de la Figura 3d. Table 8 . Figure 3d data.

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Tabla 9. Datos de la Figura 3e. Table 9 . Data from Figure 3e.

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Tabla 10. Datos de la Figura 3f. Table 10. Data from Figure 3f.

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Tabla 14. Datos de la Figura 8. Table 14 . Figure 8 data.

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Claims (11)

REIVINDICACIONES 1. Un procedimiento de análisis de muestras que comprende:1. A sample analysis procedure comprising: (a) incubar una muestra que comprende un analito diana con:(a) incubating a sample comprising a target analyte with: (i) un primer conjugado que comprende un agente de unión y un primer oligonucleótido de empalme, y (ii) un segundo conjugado que comprende un agente de unión y un segundo oligonucleótido de empalme, (i) a first conjugate comprising a binder and a first splice oligonucleotide, and (ii) a second conjugate comprising a binder and a second splice oligonucleotide, en condiciones adecuadas para la unión de los agentes de unión del primer y el segundo conjugado al analito diana, para producir un producto,under conditions suitable for binding the binding agents of the first and second conjugates to the target analyte, to produce a product, en el que los agentes de unión del primer y el segundo conjugado son anticuerpos policlonales seleccionados por afinidad, y los anticuerpos policlonales seleccionados por afinidad se dividen en una primera porción que se conjuga con el primer oligonucleótido de empalme y una segunda porción que se conjuga con el segundo oligonucleótido de empalme;wherein the binding agents of the first and second conjugates are affinity-selected polyclonal antibodies, and the affinity-selected polyclonal antibodies are divided into a first portion that conjugates with the first splice oligonucleotide and a second portion that conjugates with the second splice oligonucleotide; (b) incubar al menos una parte del producto de la etapa a) con:(b) incubating at least a part of the product of step a) with: (i) un conjunto de sondas que produce un círculo ligable sólo cuando las sondas se hibridan con el primer y segundo oligonucleótido de empalme; y(i) a set of probes that produces a ligatable circle only when the probes hybridize to the first and second splice oligonucleotides; Y (ii) una ligasa;(ii) a ligase; para producir una mezcla de reacción que comprenda moléculas circulares covalentemente cerradas;to produce a reaction mixture comprising covalently closed circular molecules; (c) tratar al menos parte de la mezcla de reacción de la etapa b) con una exonucleasa para terminar la ligadura y degradar cualquier ácido nucleico que no sea una molécula circular cerrada covalentemente; y(c) treating at least part of the reaction mixture from step b) with an exonuclease to terminate ligation and degrade any nucleic acid that is not a covalently closed circular molecule; Y (d) después de la etapa (c), cuantificar la cantidad de moléculas circulares covalentemente cerradas producidas en la etapa (b).(d) after step (c), quantifying the amount of covalently closed circular molecules produced in step (b). 2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el primer y el segundo conjugado se unen al analito diana con una baja afinidad.2. The method of claim 1, wherein the first and second conjugates bind to the target analyte with low affinity. 3. El procedimiento de cualquier reivindicación anterior, en el que la etapa de cuantificación (d) se lleva a cabo por PCR cuantitativa, PCR digital, por hibridación a un microarray o por secuenciación.3. The method of any preceding claim, in which the quantification step (d) is carried out by quantitative PCR, digital PCR, by hybridization to a microarray or by sequencing. 4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que los cebadores utilizados para la PCR cuantitativa se dirigen a las uniones de ligadura en las moléculas circulares covalentemente cerradas de (d).4. The method of claim 3, wherein the primers used for quantitative PCR target the ligation junctions on the covalently closed circular molecules of (d). 5. El procedimiento de cualquier reivindicación anterior, en el que las reacciones de las etapas (a) a (c) se llevan a cabo en el mismo recipiente.5. The process of any preceding claim, wherein the reactions of steps (a) to (c) are carried out in the same vessel. 6. El procedimiento de la reivindicación 5, en el que la etapa (b) comprende añadir el conjunto de sondas y la ligasa al recipiente que comprende el producto de la etapa (a), y la etapa (c) comprende añadir una o más exonucleasas al recipiente que comprende el producto de ligadura de la etapa (b).6. The method of claim 5, wherein step (b) comprises adding the set of probes and ligase to the container comprising the product of step (a), and step (c) comprises adding one or more exonucleases to the container comprising the ligation product of step (b). 7. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que:7. The method of any of the preceding claims, wherein: (i) la muestra comprende una pluralidad de analitos diana,(i) the sample comprises a plurality of target analytes, (ii) la etapa a) comprende la incubación de la muestra con múltiples pares de dichos conjugados primero y segundo, en los que cada par de conjugados se une a un analito diana diferente; y(ii) step a) comprises incubating the sample with multiple pairs of said first and second conjugates, wherein each pair of conjugates binds to a different target analyte; Y (iii) la etapa d) comprende la cuantificación del número de moléculas circulares covalentemente cerradas correspondientes a cada analito diana.(iii) step d) comprises the quantification of the number of covalently closed circular molecules corresponding to each target analyte. 8. El procedimiento de cualquier reivindicación anterior, en el que la muestra es de un fluido corporal.8. The method of any preceding claim, wherein the sample is from a body fluid. 9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que el fluido corporal es plasma sanguíneo, saliva u orina.9. The method of claim 8, wherein the body fluid is blood plasma, saliva, or urine. 10. El procedimiento de cualquier reivindicación anterior, en el que el analito diana es una proteína.10. The method of any preceding claim, wherein the target analyte is a protein. 11. Un kit compuesto por:11. A kit consisting of: (i) un primer oligonucleótido de empalme, y(i) a first splice oligonucleotide, and (ii) un segundo oligonucleótido de empalme;(ii) a second splice oligonucleotide; (iii) un conjunto de sondas que produce un círculo ligable sólo cuando las sondas se hibridan con el primer y segundo oligonucleótido de empalme;(iii) a set of probes that produces a ligatable circle only when the probes hybridize to the first and second splice oligonucleotides; (iv) una o más exonucleasas,(iv) one or more exonucleases, (v) un agente de unión al que se pueden conjugar el primer y segundo oligonucleótido de empalme, (v) a binding agent to which the first and second splice oligonucleotides can be conjugated, en el que el agente de unión son anticuerpos policlonales seleccionados por afinidad, en el que los anticuerpos policlonales seleccionados por afinidad se dividen en una primera porción que se conjuga con el primer oligonucleótido de empalme y una segunda porción que se conjuga con el segundo oligonucleótido de empalme. wherein the binding agent is affinity-selected polyclonal antibodies, wherein the affinity-selected polyclonal antibodies are divided into a first portion that is conjugated to the first splice oligonucleotide and a second portion that is conjugated to the second splice oligonucleotide splice.
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